上课：密闭气体压强的计算

专题：密闭气体压强的计算第八章《气体》1．关于摄氏温度和热力学温度的换算中，下列错误的是：A．10℃等于283KB．升高10℃就是升高283KC．-10℃等于263KD．降低到-10℃就是降低到263K说明：T=t+273K；Δt=ΔT2．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说明：产生原因：大量气体分子无规则运动碰撞器壁，形成对器壁各处均匀的持续的压力而产生。3．一瓶气体的瓶内压强是1Pa，那么：A．每个分子产生的压强是1PaB．每个分子平均产生的压强是1PaC．瓶内任何地方的压强都是1PaD．瓶的内表面1m2面积上气体产生的压力是1N4．关于大气压强，下列判断正确的是：]A．是由地球对大气的吸引所产生的B．方向总是竖直向下的C．在一定高度内随海拔高度增加而有规律地减小D．完全是由大气的温度所决定说明：“碰撞”是产生大气压的微观实质5．当大气压为76cmHg时，做托里拆利实验，托里拆利管内高出槽内水银面74cm，其原因是：A．托里拆利管的管径太大B．托里拆利管不是直立的C．托里拆利管上端有空气D．由于水银槽内的水银太少演示：托里拆利实验压强单位：帕斯卡，简称帕。1帕=1牛/米2或1Pa=1N/m2。单位换算：1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕。1atm=760mmHg=1.013×105Pa）。理论依据①液体压强的计算公式p=gh。①连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一水平面上的压强是相等的。一、平衡态下液体封闭气体压强的计算取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面．由两侧压强相等列方程求解压强．例如图中，同一液面C、D处压强相等pA＝p0＋ph.练习1：计算图中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）Sm⑧mS⑦例2：气体对面的压力与面垂直:F=PSGP0SPSPS=P0S+mgsmgPP+=0GPSP0S′NS′PS=mg+P0S＇cosθPS=mg+P0SMmS⑨MmS⑩以活塞为研究对象以气缸为研究对象mg+PS=P0SMg+PS=P0S例：三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为活塞面积，G为活塞重，则压强各为：①hh②h③例1：下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压强P。P=P0P=P0+ρghP=P0-ρghP=ρghh④h⑤h⑥连通器原理：同种液体在同一高度压强相等P=P0+ρghP=P0-ρghP=P0-ρgh•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿•P＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿如图4所示，在一端封闭的U形管内，三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中，在竖直放置时，AB两气柱的下表面在同一水平面上，另两端的水银柱长度分别是h1和h2，外界大气的压强为p0，则A、B、C三段气体的压强分别是多少？求用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体（如活塞等）进行受力分析。然后根据平衡条件求解。二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算训练2：如图所示，活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S，大气压强为P0，则下列说法正确的是()A、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为MgB、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mgC、气缸内空气压强为P0-Mg/SD、气缸内空气压强为P0+mg/SAC例3：试计算下述情况下密闭气体的压强，已知大气压P0,左图中水银柱的长度为L，右图中活塞与气缸间无摩擦。FmSM自由下滑光滑水平面1112如图示：一圆筒形气缸，静置于地面上，气缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，气缸内部横截面积为S大气压为P。平衡时，气缸容积为V。试问：1、分析活塞（连同手柄）受力情况求出缸内气体对活塞的压力大小N=2、求出缸内气体的压强P=3、若用手提住活塞手柄缓慢上提，设气缸足够长，不计气缸内气体重和各处摩擦试分析气缸刚被提离地面时的受力情况。（1）缸内气体对缸底的压力N=（2）缸内气体对缸底的压强P=*（3）若不考虑温度变化缸内气体体积V=*（4）此时，活塞上升的距离X=（5）此时，缸内气体对活塞压力N=（6）此时活塞（连同手柄）的受力情况，作用于手柄拉力F=当封闭气体的所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求封闭气体压强，首先要选择恰当的对象（如与气体相关的液体、活塞等）并对其进行正确的受力分析（特别注意分析内外的压力）然后应用牛顿第二定律列方程求解。三、非平衡态下密闭气体压强的计算练习3：如图所示的试管内由水银封有一定质量的气体，已知水银柱的长度为L1，大气压强为P0，当试管绕开口端的竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时水银柱到管口的距离为L2，又知试管的横截面积为S，水银密度为ρ。求管内气体的压强为多少？类型1.平衡态下液体密封气体的压强2.平衡态下气缸活塞密封气体的压强3.非平衡态下密闭气体的压强归纳总结：气体压强计算思路方法步骤1.定对象2.分析力3.用规律整体部分缸体活塞液柱平衡态F合=0（平衡条件）非平衡态F合=ma（牛顿第二定律）