高二物理气体的状态参量

第六章分子和气体定律B1气体的状态参量（新课教学）上大市北附中吕德库气体的状态参量气体的状态参量充气安全滑梯充气沙发B1气体的状态参量先看一个演示实验：在上端有活塞的厚玻璃筒底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，观察产生的现象。气体的状态参量实验结论：用手快速向下压活塞，密封在玻璃筒里气体的体积、温度、压强都发生了变化，气体的状态发生了变化。气体的状态参量一、气体的状态参量在物理学中，要用体积、温度、压强等物理量来描述气体的状态，这几个物理量被称为气体的状态参量。※气体的状态与状态的变化（1）对于一定质量的气体，如果温度、体积和压强都不变，就说气体处于一定的状态中。（2）如果三个量都变了，或其中两个量变了，就说气体的状态变了。（3）三个量中只有一个量改变而其他两个量不改变的情况不会发生。气体的状态参量1、气体体积气体分子所能达到的空间范围称为气体的体积——即容器的容积。符号：V单位：国际单位：m3(读作立方米)常用单位：L(升）mL(毫升)换算：1L=1mL=10-3m310-6m3气体的状态参量2、温度宏观：气体的温度是描述气体的冷热程度的物理量。微观：气体的温度体现了气体分子热运动的剧烈程度。温标——温标即温度的数值表示法。T(热力学温标)——国际单位：K(开尔文)t(摄氏温标)——单位：OC(摄氏度)测量：温度计、温度传感器(DIS)T(热力学温标)t(摄氏温标)气体分子运动越剧烈分子运动的平均速率越大，气体的温度就越高。温度是分子平均动能的标志演示实验：把磅秤的托盘翻过来放置，将小钢珠连续倒在托盘上，由于小钢珠不断地撞击托盘，托盘受到持续的压力，磅秤上就会显示出压力的示数。气体的状态参量3、气体的压强气体的压强是怎样产生的？气体的状态参量容器壁气体分子组成气体的大量分子向各个方向运动，撞击器壁产生压强。气体的状态参量气体压强产生的是由于组成气体的大量分子向各个方向运动，并撞击容器壁而产生的(微观解释)。体压强的大小与每个分子的质量，运动速度大小，单位面积上碰撞的分子数等有关。气体的压强的特点：同一容器中的气体的压强向各个方向的大小都相等，不随深度变化.气体的状态参量3、气体的压强(1)压强（宏观）：容器壁单位面积上所受的压力就是气体的压强。大气压强的表示方法：单位：国际单位：Pa(帕斯卡)常用单位：cmHg(厘米汞柱)、atm（大气压）1atm=76cmHg=1.013×105Pa一个标准大气压p0=1.013×105Pa或写成p0=76cmHg一个厘米汞柱产生的压强p=1cmHg=133Pa气体的状态参量练习：关于密闭容器中气体的压强：A．是由气体受到重力所产生的B．是由气体分子间的相互作用力（吸引和排斥）产生的C．是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的D．当容器自由下落时将减小为零C气体的状态参量(2)气体压强的测量①指针式或数字时压强计②压强传感器(DIS)气体的状态参量③汞压强计：将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。P=P0气体的状态参量(3)封闭气体压强的计算※※※•容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：•①参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=ρgh）。1、连通器原理2、P液=液gh3、压强平衡方程pp0p0pphpphp0pp0pp0php0pphp0pphpp0phpp0设：P为气体产生的压强，p0为大气压强，ph为高h的液柱在其底部产生的压强0pphppp0hppp0p=p0+ρghp=p0-ρgh气体的状态参量汞压强计：将压强计竖直放置，待测气体的容器与U形管的一臂连通。汞压强计两臂内汞面的高度相等，表明容器内气体的压强P等于大气压强P0。P=P0p=p0+ρghp=p0-ρgh（外界大气压为标准大气压p0）PSP0SmgPS=mg+P0SPS=ρghS+P0SP=ρgh+P0P=3cmHg+76cmHg=79cmHg受力分析：（1）重力mg（2）外界大气压力p0s(液柱)（3）管内气体压力ps平衡方程：气体的状态参量•②受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。p=76cmHg-6cmHg=70cmHgU形管中，当液体静止时，等高的两个液面上所受的压力相同。p0s=ps+mg=ps+ρghsp0=p+ρghp=p0-ρghPSP0Smg气体的状态参量同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。PSP0SmgPS=P0S+mgP=P0+mg/S=1.013×105+1×9.8/0.001=1.111×105Pa汽缸活塞质量为m=1kg，活塞面积s=0.001m2外界大气压强为p0标准大气压三力平衡：气体的状态参量P=cmHg=PaP=cmHg=PamsP=气体的状态参量（外界大气压为标准大气压p0）p=p0+F/S7386气体的状态参量小结一、气体的状态参量1、气体体积2、温度3、气体的压强(1)压强（微观、宏观定义）：(2)气体压强的测量(3)封闭气体压强的计算※※※①参考液面法;②受力平衡法作业：1、练习册上61页1--6题；2、辅导训练中154页中训练(一)中1，2，4；训练(二)中1，2，4；158页中4题3.阅读练习册、辅导训练中例题分析气体的状态参量气体的状态参量问题一、气体的状态参量1、气体体积2、温度3、气体的压强(1)压强（微观、宏观定义）：(2)气体压强的测量(3)封闭气体压强的计算※※※①参考液面法;②受力平衡法气体的状态参量封闭气体压强的计算•容器静止或做匀速运动时有二种求解方法：①参考液面法：根据同种不间断液体在同一水平液面上压强相等，即“连通器原理”来选取恰当的等压液面，对这一液面列出向上、向下或向左、向右等方向的压强平衡方程（液体产生压强P=ρgh）。②受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。同种液体、同一高度的两个液片上所受的压力相同。气体压强的计算(1)例1p=p0+ρghp=p0-ρgh气体的状态参量p=p0+(m1g+m2g)/S总结：在研究气体压强大小的时候，往往要考察与气体直接接触的物体，如活塞、汞柱等，通过分析这些物体的受力情况，可得出气体的压强。一个汽缸水平放置在地面上，在质量为m1、截面积为S的活塞上方放置一个质量为m2的重物，平衡时如图所示，则其缸内气体的压强为多少？PS=P0S+m1g+FNFN=m2g气体压强的计算(2)受力平衡法：对封闭气体的液柱或固体进行受力分析，列出力的平衡方程，求出气体的压强。气体的状态参量例2设活塞的质量为m，其横截面积为S，大气压强为p0，气缸内气体的压强为P。FGF0FF0FGF0αGFF0Smgpp00FF0pp0FGFSmgpp0sin0GFFSmgppsin0FGF0N气体的状态参量例3气体的状态参量气体压强确定的一般解题思路：1、确定研究对象：液柱、活塞、汽缸等2、进行正确的受力分析3、根据规律列方程：如平衡条件、牛顿定律4、解方程并对结果进行必要的讨论。气体的状态参量例4：计算图2中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）76cmHg51cmHg63.5cmHg51cmHg101cmHgpp0phhphpp0pp0phh液体静止时低液面上的压强比高液面上的压强大ph，h为两液面的竖直高度差。hppp0hppp0hppp0hppp0phphp0气体的状态参量汞柱型气体压强计算：对汞柱受力分析设大气压强为p0，汞柱高为h求封闭气体压强P(单位：cmHg)。hpp01hpp02sin03hpp12θ3θ4h1h2AB5h7h86sin04hpp20hppB2101hhphppBA06pphpp07hpp08B、活塞型气体压强计算：对活塞或气缸受力分析设大气压强为p0，活塞质量为m、横截面积为s，气缸质量为M，求封闭气体的压强P(单位：Pa)。1smgpp0123402ppsMgpp03smgpp04smgpp0气体的状态参量•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿气体的状态参量压强的确定对于处在加速运动的容器中的气体，无论是被活塞还是液柱密封，都要把活塞或液柱作为研究对象，进行受力分析，把气体压强对活塞或液柱的压力作为所受外力中的一个，利用牛顿运动定律通过计算确定出气体的压强．气体的状态参量作业：1、练习册上61页1--6题；2、辅导训练中158页中1---7题3.阅读练习册、辅导训练中例题分析