高中物理-封閉氣體壓強的計算.doc_第1頁
高中物理-封閉氣體壓強的計算.doc_第2頁
高中物理-封閉氣體壓強的計算.doc_第3頁
高中物理-封閉氣體壓強的計算.doc_第4頁
高中物理-封閉氣體壓強的計算.doc_第5頁
已閱讀5頁,還剩4頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

難點突破:用氣體實驗定律解題的思路1基本解題思路(1)選取研究對象:它可以是由兩個或多個物體組成的系統,也可以是全部氣體和某一部分氣體(狀態變化時質量必須一定)(2)確定狀態參量:找出狀態變化前后的p、V、T 數值或表達式(3)認識變化過程:除題設條件已指明外,常需通過研究對象跟周圍環境的相互關系來確定(4)列出相關方程封閉氣體壓強的計算1系統處于平衡狀態的氣體壓強的計算方法(1)液體封閉的氣體壓強的確定平衡法:選與氣體接觸的液柱為研究對象進行受力分析,利用它的受力平衡,求出氣體的壓強取等壓面法:根據同種液體在同一水平液面處壓強相等,在連通器內靈活選取等壓面,由兩側壓強相等建立方程求出壓強液體內部深度為h處的總壓強pp0gh,例如,圖中同一水平液面C、D處壓強相等,則pAp0gh.(2)固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強的確定:由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力,可通過對該固體進行受力分析,由平衡條件建立方程來找出氣體壓強與其他各力的關系2加速運動系統中封閉氣體壓強的計算方法一般選與氣體接觸的液柱或活塞、汽缸為研究對象,進行受力分析,利用牛頓第二定律列方程求出封閉氣體的壓強如圖所示,當豎直放置的玻璃管向上加速時,對液柱受力分析有:pSp0Smgma,S為玻璃管橫截面積,得pp0.3分析壓強時的注意點(1)氣體壓強與大氣壓強不同,大氣壓強由于重力而產生,隨高度增大而減小,氣體壓強是由大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產生的,大小不隨高度而變化;封閉氣體對器壁的壓強處處相等(2)求解液體內部深度為h處的總壓強時,不要忘記液面上方氣體的壓強 用氣體實驗定律解題的思路1基本解題思路(1)選取研究對象:它可以是由兩個或多個物體組成的系統,也可以是全部氣體和某一部分氣體(狀態變化時質量必須一定)(2)確定狀態參量:找出狀態變化前后的p、V、T 數值或表達式(3)認識變化過程:除題設條件已指明外,常需通過研究對象跟周圍環境的相互關系來確定(4)列出相關方程2對兩部分氣體的狀態變化問題總結多個系統相互聯系的定質量氣體問題,往往以壓強建立起系統間的關系,各系統獨立進行狀態分析,要確定每個研究對象的變化性質,分別應用相應的實驗定律,并充分應用各研究對象之間的壓強、體積、溫度等量的有效關聯若活塞可自由移動,一般要根據活塞平衡確定兩部分氣體的壓強關系 變質量氣體問題的分析方法這類問題的關鍵是巧妙地選擇研究對象,把變質量轉化為定質量問題常見變質量氣體問題有:(1)打氣問題:選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象,就可把充氣過程中的氣體質量變化問題轉化為定質量氣體的狀態變化問題(2)抽氣問題:將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象,質量不變,故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程(3)灌氣問題:把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作為研究對象,可將變質量問題轉化為定質量問題(4)漏氣問題:選容器內剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象,便可使問題變成一定質量氣體的狀態變化,可用理想氣體的狀態方程求解 液柱(活塞)的移動問題的分析方法此類問題的特點是氣體的狀態參量p、V、T都發生了變化,直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難,通常先進行氣體狀態的假設,然后應用查理定律可以簡單地求解其一般思路為:(1)先假設液柱或活塞不發生移動,兩部分氣體均做等容變化(2)對兩部分氣體分別應用查理定律,求出每部分氣體壓強的變化量pp,并加以比較如果液柱或活塞兩端的橫截面積相等,則若p均大于零,意味著兩部分氣體的壓強均增大,則液柱或活塞向p值較小的一方移動;若p均小于零,意味著兩部分氣體的壓強均減小,則液柱或活塞向壓強減小量較大的一方(即|p|較大的一方)移動;若p相等,則液柱或活塞不移動如果液柱或活塞兩端的橫截面積不相等,則應考慮液柱或活塞兩端的受力變化(pS),若p均大于零,則液柱或活塞向pS較小的一方移動;若p均小于零,則液柱或活塞向|pS|較大的一方移動;若pS相等,則液柱或活塞不移動 氣體圖象問題的分析要點對氣體狀態變化圖象的理解應注意兩點:(1)圖象上的一個點表示一定質量氣體的一個平衡狀態,它對應著三個狀態參量;圖象上的某一條直線或曲線表示一定質量氣體狀態變化的一個過程(2)熟練掌握同一過程的pV、VT、pT圖象之間的轉化,必要時能作出輔助的狀態變化圖線如在VT或pT圖象中,比較兩個狀態的壓強或體積大小,可以用這兩個狀態到原點連線的斜率大小來判斷斜率越大,壓強或體積越小;斜率越小,壓強或體積越大計算氣體壓強的常用方法氣體壓強的計算問題,可以轉化為力學問題進行處理。具體如下:參考液面法(1)主要依據是液體靜力學知識:靜止(或勻速)液面下深h處的壓強為。注意h是液體的豎直深度。若靜止(或勻速)液面與外界大氣接觸,則液面下深h處的壓強為,為外界大氣壓強。帕斯卡定律:加在密閉靜止液體(或氣體)上的壓強能夠大小不變地由液體(或氣體)向各個方向傳遞。連通器原理:在連通器中,同一種液體(中間液體不間斷)的同一平面上時壓強是相等的。(2)計算壓強的步驟:選取假想的一個液體薄片(不計自身重力)為研究對象;分析液片兩側受力情況,建立平衡方程,消去橫截面積,得到薄片兩側的壓強平衡方程;解方程,求得氣體壓強。【典例】如圖(a)所示,水平放置的均勻玻璃管內,一段長為h=25 cm的水銀柱封閉了長為L0=20 cm、溫度為t0=27 的理想氣體,大氣壓強p0=75 cmHg,將玻璃管緩慢地轉過90角,使它開口向上,并將封閉端浸入熱水中,如圖(b)所示,待穩定后,測得玻璃管內封閉氣柱的長度L1=17.5 cm。問: (1)此時管內封閉氣體的溫度t1是多少?(2)若用薄塞將管口封閉,此時水銀上部封閉氣柱的長度為L2=10 cm。保持水銀上部封閉氣體的溫度不變,對水銀下面的氣體加熱,當上面氣柱長度的減少量L=0.4 cm時,下面氣體的溫度是多少?1如圖所示,玻璃管A上端封閉,B上端開口且足夠長,兩管下端用橡皮管連接起來,A管上端被一段水銀柱封閉了一段長為6 cm的氣體,外界大氣壓為75 cmHg,左右兩水銀面高度差為5 cm,溫度為t1=27。 (1)保持溫度不變,上下移動B管,使A管中氣體長度變為5 cm,穩定后的壓強為多少?(2)穩定后保持B不動,為了讓A管中氣體體積回復到6 cm,則溫度應變為多少?2如圖乙所示,兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀柱,兩段空氣柱被封閉在左右兩側的豎直管中。開啟上部連通左右水銀的閥門A,當溫度為300 K,平衡時水銀柱的位置如圖(h1=h2=5 cm,L1=50 cm),大氣壓為75 cmHg。求: (1)右管內氣柱的長度L2。(2)關閉閥門A,當溫度升至405 K時,左側豎直管內氣柱的長度L3(大氣壓強保持不變)。平衡條件法對于用固體(或活塞)封閉靜止容器內的氣體,要求氣體的壓強,可對固體(或活塞)進行受力分析,然后根據平衡條件列式求解。【典例】如圖所示,透熱的氣缸內封有一定質量的理想氣體,缸體質量M=200 kg,活塞質量m=10 kg,活塞面積S=100 cm2,活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣,此時缸內氣體的溫度為27 ,活塞剛好位于氣缸正中間,整個裝置都靜止,已知大氣壓恒為p0=1.0105 Pa,重力加速度為g=10 m/s2,求: (1)缸內氣體的壓強p1;(2)缸內氣體的溫度升高到多少攝氏度時,活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處?1圓柱形氣缸固定放置在水平地面上,其截面如圖所示,用硬桿連接的兩個活塞在氣缸的左右兩側分別封閉了兩部分氣體A、B,活塞可自由移動。兩側的橫截面積SApB2兩端開口、內表面光滑的U形管處于豎直平面內,如圖所示質量均為m=10 kg的活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度h處,將管內空氣封閉,此時管內外空氣的壓強均為p0=1.0105 Pa,左管和水平管橫截面積S1=10 cm2,右管橫截面積S2 =20 cm2,水平管長為3h,現撤去外力讓活塞在管中下降,求兩活塞穩定后所處的高度。(活塞厚度均大于水平管直徑,管內氣體初末狀態溫度相同,g取10 m/s2) 動力學法當與氣體相連的系統加速運動時,要求氣體的壓強,可以選擇與氣體相連的合適的研究對象(如活塞、氣缸等),對其進行受力分析,然后根據牛頓第二定律列動力學方程進行求解。在對系統進行分析時,可針對具體情況選用整體法或隔離法。【典例】如圖,在沿水平方向以加速度a=1 m/s2勻加速行駛的車廂中,斜靠著與水平方向成=37角的氣缸。一質量m=2 kg、橫截面積S=10 cm2的光滑活塞,將一定質量的氣體封閉在氣缸內,并與氣缸保持相對靜止。已知大氣壓強為p0=1105 Pa。下列說法正確的是 A氣缸對活塞的彈力為16 NB氣缸對活塞的彈力為17.2 NC氣缸內氣體的壓強為1.1105 PaD氣缸內氣體的壓強為2.8105 Pa1高空試驗火箭起飛前,儀器艙內氣體的壓強p0=1 atm,溫度t=27 。在火箭豎直上升的過程中,加速度的大小等于重力加速度g,儀器艙內水銀氣壓計的讀數為p=0.6p0,已知

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論