第十二章：气体的压强,压强、体积、温度间的关系

第十二章：气体的压强，压强、体积、温度间的关系实中高二物理组压力和压强(1)垂直压在物体表面上的力叫压力．(2)物体单位面积上受到的压力叫压强.通常用p表示压强，F表示压力，S表示受力面积，压强的公式可以写成p=F/S在国际单位制中，力的单位是N，面积的单位是m2，压强的单位是N/m2，它的专门名称叫帕斯卡，简称帕，1Pa＝1N／m2(3)在压力不变的情况下，增大受力面积可以减小压强；减小受力面积可以增大压强．液体的压强(1)液体对容器底和侧壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强．(2)液体的压强随深度增加而增大．在液体内部的同一深度处，液体向各个方向的压强相等；液体的压强还跟液体密度有关系，在同一深度处，密度大的液体产生的压强大。(3)计算液体压强的公式是p＝ρgh大气压强1．大气压强及其产生大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强．大气压强跟760毫米高水银柱产生的压强相等，约为10五次方帕1标准大气压等于101325帕。空气像液体一样，在它内部向各个方向都有压强．大气压用气压计来测量．2.大气压强随高度减小离地面越高的地方，上面的大气层越薄，那里的大气压强越小.3．液体的沸点与大气压强的关系一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。大气压是怎么产生的？是由于大气层受到重力作用而产生的?思考与讨论(1)气体的压强产生的原因是什么?(2)是否也像液体一样是由于重力呢?(3)一只打足了气的气球内，气体的压强可以大于大气压，为什么这么一点儿气体能产生这么大的压强呢?气体压强的微观解释气体压强的微观解释气体压强是大量分子频繁地碰撞器壁而产生持续、均匀的压力而产生气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力气体的压强大小与哪些因素有关？气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．气体分子的平均动能越大，气体分子越密，对单位面积器壁产生的压力就越大，气体的压强就越大．气体的压强大小与哪些因素有关？实验目的研究一定质量的气体的压强与体积的关系实验一说明：一定质量的气体，体积越小，压强越大实验二说明：一定质量的物体，体积越大，压强越小向前推活塞，筒内的一定质量的气体的体积变小，手指有什么感觉？实验一向后拉活塞，手指有什么感觉？实验二实验表明在温度不变时，一定质量的气体，体积越小，压强越大；体积越大，压强越小．填空：当我们吸气时，胸部（扩张、收缩），胸内肺泡跟着（扩张．收缩），于是肺的容积（增大、缩小），肺内空气压强（增大、减小），（大于、小于）体外的大气压强，大气压将新鲜空气压入肺中．请深深吸一口气体会吸气原理呼吸作用利用了上述规律扩张扩张增大减小小于当我们吐气时，胸部（扩张、收缩），胸内肺泡跟着（扩张．收缩），于是肺的容积增大、缩小），肺内空气压强（增大、减小），（大于、小于）体外的大气压强，肺中一部分空气被压出体外．请吐气体会呼气原理填空：收缩收缩缩小增大大于1、对一定质量的气体，如果温度、体积和压强三个量都不改变，我们就说气体处于一定的状态中．一定质量的气体，它的温度、体积和压强这三个量的变化是互相关联的．2、如果三个量中有两个发生了改变，或者三个都发生了改变．我们就说气体的状态发生了改变．3、一定质量的气体（1）等温过程，压强跟体积成反比．（2）等压过程，体积跟热力学温度成正比．（3）等容过程，压强跟热力学温度成正比．理想气体的状态方程．应用――打气筒实验：请将气球套在注射器及打气筒嘴上，试推拉活塞打气至气球中，观察两者有何不同的结果?探究打气筒的原理为何打气筒能借着推拉活塞，将外界的空气不断地打入气球中？而注射器不行呢？在金属圆筒中有一个活塞，活塞稍小于气筒内径，活塞上安装一个皮制的圆盘，俗称皮钱．它向下凹，它和金属筒之间有空隙．１．打气筒的结构当活塞上方气体压强大于下方气体压强时，气体可以从筒壁与橡皮盘的缝隙中通过而流入下方.当下方气体压强大于上方气体压强时，橡皮盘紧贴金属筒，气体不能流入橡皮盘上方．所以这部分装置相当于一个单向阀门.打气筒接到气门上２．打气筒工作原理“气门”的主体是一小段上端中空，下端实心的柱体，在下端的侧面开一个小孔与中空部分相联通．下面套上一段有弹性的细橡胶管就构成气门芯的总体．当给自行车胎打气时，气筒中的压缩空气由中空部分进入气门芯，把有弹性的橡胶管“顶”起，空气进入车胎；当不打气时，弹性橡胶管收紧，盖住侧面的小孔，使空气不能从车胎中回流．所以气门是一种单向阀门．活塞下压时，活塞下的定量气体体积变小，压强增大，橡皮盘紧贴筒壁使气体不能漏出，内部气体具有较大的压强冲开轮胎的气门芯进入轮胎．这样往复运动，可以将大量的空气打进轮胎．活塞上提时，活塞下边的气体体积增大，压强减小，筒外的空气顺着橡皮盘周围的缝隙进入活塞下边．３．打气过程的工作原理压强是由于大量气体分子对容器壁碰撞的结果。例如：篮球充气后，球内产生压强，是由大量气体分子对球壁碰撞的结果。我们要用气体分子运动论来讨论宏观的压强与微观的气体分子运动之间的关系。1.研究方法从微观物质结构和分子运动论出发运用力学规律和统计平均方法，解释气体的宏观现象和规律，并建立宏观量与微观量之间的关系。理想气体的压强2.关于理想气体的一些假设理想气体的假设可分为两部分：一部分是关于分子个体的；另一部分是关于分子集体的。1.气体分子本身的线度比起分子间的平均距离来说，小得多，可以忽略不计，（1）个体分子的力学性质假设2.气体分子间和气体分子与容器壁分子之间除了碰撞的瞬间外，不存在相互作用。3.分子在不停地运动着，分子之间及分子与容器壁之间频繁发生碰撞，这些碰撞都是完全弹性碰撞。4.每个分子都遵从经典力学规律。理想气体的微观模型假设：理想气体分子像一个个极小的彼此间无相互作用的弹性质点。对于单个分子的运动遵守牛顿定律，但由于分子数目太多，使得单个分子的运动极为复杂，即单个分子的运动是无规则的，运动情况瞬息万变。但大量分子的整体却出现了规律性，这种规律性具有统计平均的意义，称为统计规律性。（2）分子集体的统计假设对大量无规则的事件，进行统计，满足一定的规律性，事件的次数越多，规律性也越强，定义:某一事件i发生的概率Pi总的事件次数出现某一事件的次数iP例如：投掷硬币，有2个面，开始几次出现哪一面朝上是无规律的，但随着投掷的次数越多，出现某一面的概率越接近二分之一。•统计规律有以下几个特点:1.对大量偶然事件整体所遵守的规律为统计规律。道尔顿板实验2.总是伴随着涨落。例：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）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：例：如图5所示，质量为m1内壁光滑的横截面积为S的玻璃管内装有质量为m2的水银，管外壁与斜面的动摩擦因素为斜面倾角θ=30°，当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，求被封闭的气体压强为多少？（设大气压强为p0）例、如图所示，两根相同的薄壁玻璃管悬挂于弹簧秤，开口向下插在水银槽中(管口与水银槽底不接触)．管内分别有一段长h1、h2的水银柱(h1h2)，则左、右两弹簧秤的拉力F1、F2的大小关系是（）A．F1F2B．F1F2C．F1＝F2D．条件不足，无法比较B例、如图所示，用弹簧秤拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口向下插在水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高A．若试管本身的重力与管壁的厚度均不计，以下关于此时弹簧秤的读数等于多少的说法中正确的是()A．等于进入试管内的H高水银柱的重力B．等于外部大气与内部空气对试管平底部分的压力之差C．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力D．等于上面A、B所述的两个数值之差B