玻意耳定律的应用(密)

玻意耳定律的应用(1)应用玻意耳定律解题的一般步骤:ⅰ)确定研究对象（一般为密封气体）；ⅱ)找出状态变化中的两个状态，写状态参量；ⅲ)根据状态变化的特征（等温），列方程P1V1=P2V2，代数求解。1、如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，右端开口，左端封闭，管内水银将一部分空气封闭在管中，开口朝上竖直放置时，被封闭的空气柱长24cm，两边水银面高度差为15cm，若大气压为75cmHg，问再向开口端倒入长为46cm的水银柱时，封闭端长度将是多少？15cm2、圆筒形汽缸静置于地面上，如图所示，汽缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为P0，平衡时汽缸内的容积为V，现用手握住活塞手柄缓慢向上提，设汽缸足够长，在整个上提过程中气体温度不变，并且不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦，求将汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。3、如图所示，可沿汽缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒型汽缸分隔成A、B两部分，活塞与汽缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于汽缸底部时，弹簧恰好无形变，开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L1=0.1m，此时活塞受到弹簧的力与受的重力大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少？设整个过程温度不变。ABBA1（P1，V1,t1)2（P2，V2,t2)二.变质量问题变质量问题：向容器中进行多次抽气或充气属于变质量问题。解题思路：通过巧妙选取研究对象，化质量变化为质量不变，进而运用气体实验定律求解。例题1：一个容积是10L的球，原来盛有1atm的空气，现在想使球内气体压强变为5atm,应向球内打入多少一个标准大气压的空气。（设温度不变）练习1.一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打依次就把1atm的空气打进去125cm^3,如果足球在打气前内部没有空气,打了40次以后,足球内部空气的压强为多大?例题2：容器的容积为5L，压强为P，用容积为1L的抽气筒向外抽气，在温度不变的条件下，（1）抽1次后容器内气体的压强是多大？（2）抽10次后容器内气体的压强是多大？练习：钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L气体，这两种抽法中，抽取气体压强较大的是()A.第一种抽法B.第二种抽法C.两种方法一样D.无法判断三.动态分析2.两端开口粗细均匀的U形管中装有水银，右管上端另有一段水银柱，将一部分气体封在管内，水银及空气柱静止时，A、B液面高度差为h，如图所示，若再向管中加入水银，则下列说法中正确的应是（）A．若在左臂中加入水银，h将增大，空气柱体积变小B．若在左管中加入水银，h和空气柱体积均不变C．若在右管中加入水银，空气技体积变小，h将变大D．若在右管中加入水银，空气柱体积变小，h不变方法一：运用物理规律（如玻意耳定律）进行推理2、如图所示，粗细均匀的U形管一端封闭，另一端开口，开口端竖直向下，管内由水银封闭一段空气柱，如果沿虚线所示位置把开口一侧的竖直部分截断，保持弯曲部分管子位置不动，则封闭在管内的空气柱（）A．体积变小B．体积变大C．压强变小D．任强增大2.在两端开口的U形管中灌有水银，在左管上端另有一小段水银柱，将一部分空气封在管内，如图所示，若将右管内水银取出一些，当重新平衡时（）A．左边管内被封闭的空气体积将增大B．U形管内两边水银面高度差将减小C．U形管内两边水银面高度差将增大D．U形管内两边水银面高度差保持不变3.粗细均匀、一端封闭的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，这时管内水银柱比槽内水银面高出h，水银柱在玻璃管内封有一定质量的气体，空气柱长为L，如图8-1-16所示.若保持水银面外玻璃管的长度不变，而使玻璃管倾斜一定的角度，这时玻璃管内空气柱长度为L′，则L与L′的关系是（）A.L′＞LB.L′＜LC.L′=LD.无法确定方法二：假设法（即先假设是某种情况，运用物理规律（如玻意耳定律）进行推理，得到与假设相矛盾的结论，进而修正假设(即用现在的结论去取代原有假设），最后得到合理结论（正确答案）。气体状态变化的定性判断：1、一根一端封闭玻璃管开口向下插入水银槽中，内封一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时稍向下插一些，下列说法正确的是（）（如图所示）A、玻璃管内气体体积减小B、玻璃管内气体体积增大C、管内外水银面的高度差减小D、管内外水银面的高度差增大2.如图1-3所示，上端封闭、粗细均匀的玻璃管中水银柱的上方有少量的空气，如果把玻璃管再向水银槽内插入一些，玻璃管内水银柱的高度和封闭气体的压强的变化是[]A．水银柱高度增大，气体压强增大B．水银柱高度增大，气体压强减小C．水银柱高度减小，气体压强增大D．水银柱高度减小，气体压强减小3.如图所示，均匀的U形管中有一段空气柱，另有水银柱A，B处于平衡态.如果再把U形管从水银槽中往上提起一点，则B段水银柱相对于管壁的运动为（）A向上移动B向下移动C不动D不能确定B思考4：如图所示，上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平，三管横截面面积关系是SA〉SB〉SC。管内水银上方的空气柱长度为LA〈LB〈LC。若从下方通过阀门K流出少量水银（保持三管中均有水银）。则三管中水银面的高度关系是（）A、A管中水银面最高B、C管中水银面最高C、一样高D、条件不足，无法确定ABCKA方法二：极限分析法（即把某变化条件“合理外推”到区间的两端，由物理概念或物理规律将矛盾迅速暴露出来，此方法对定性处理选择题填空题中增大、减小、向左、向右等问题时特别方便。但对先增后减或先减后增的情况不适用。“合理外推”指不违背物理概念、规律的约束，应在题设物理情景、条件变化范围内外推★如下页左图所示，粗细均匀竖直放置的玻璃管中，P为一小活塞，有一段水银柱将封闭在玻璃管中的空气分成上、下两部分，活塞和水银柱都静止不动。现在用力向下压活塞，使得活塞向下移动一段距离L，同时水银柱将向下缓慢移动一段距离为H，其中温度不变，试比较L和H的大小。四.P—V图像1、一定质量的气体发生等温变化时的P—V图象如图1所示。图线的形状为双曲线。由于它描述的是温度不变时的P—V关系，因此称它为等温线。气体等温变化的图象VP0t1图1t2P1/V图20T2T12、一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。在图1中，t1t23、画出P—1/V图象如图2示，图线的形状是通过原点的直线，斜率越大温度越高,T1T22.如图，为一定质量的气体在不同温度下的两条p—1/V图线，由图可知()A．一定质量的气体在发生等温变化时其压强与体积成正比B．一定质量的气体在发生等温变化时其p—1/V图线的延长线是经过坐标原点的C．由图可知T1T2D．由图可知T1T23.图中，p表示压强，V表示体积，T为热力学温度，t为摄氏温度．各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()4．（2008年高考物理上海卷9）已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能（）（A）先增大后减小（B）先减小后增大（C）单调变化（D）保持不变p2等温线OV1B解析：由PV/T为恒量，由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积，从实线与虚线（等温线）比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，内能将先减小后增大。