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气体压强汇总

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气体压强汇总

气体压强(基础)

1.在气体和液体中,流速越大的位置压强越______,流速越小的地方压强越 ______。

2.图1是机翼的模型,当飞机飞行时,迎面吹来的风被机翼分成两部分,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程_____,因而速度_____,它对机翼的压强_____;下方气流通过的路程_____,因而速度_____,它对机翼的压强_____。

3.在火车站和地铁站台上,都画有一条安全线,当火车快速开过时,人越过这条线就会有危险。这是因为,火车开动时,靠近火车的地方气体_____,压强____,离站台远的地方气体____,压强 ____,强大的气流会_____。4.如图2所示两船近距离并排行驶时将会,这是因为两船内侧水的流速于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强于外侧水的压强的原因(选填“大”、“小”或“等”)。5.如图2所示两船近距离并排行驶时将会,这是因为两船内侧水的流速于两船外侧水的流速,造成了两船内侧水的压强于外侧水的压强的原因(选填“大”、“小”或“等”)。6.打开自来水龙头,使自来水流过如图3所示的玻璃管,在A、B、C三处,水的流速较大的是处,压强较小的是处(选填“ A”“B”或“C”)。

7.如图4所示,是喷雾器的原理示意图,当空气从小孔迅速流出,小孔附近空气的流速较大,压强容器里液面上方的空气压强,液体就沿细管上升,从管口中流出后,受气流的冲击,被喷成雾状。

图2 图3 图4

8.在较光滑的水平桌面上,放两只乒乓球,两球之间间

隔1cm,用一根细管向两管之间吹气,发现两球

会,这是由于吹气时两球之间的气流速度

较,压强较的缘故。

9.如图5所示,在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,

一架模型飞机固定在托盘测力计上。无风时,托盘测力

计示数为15N;当迎面吹着飞机的风速达到20m/s时,托

盘测力计的示数为7N,可以判定飞机受到了一个新的力。

根据你的分析,飞机受到的该力大小为_____N,方向__。

10.如图6所示,分析以下实验并做出判断:对着自然下

垂的两张作业纸的中间向下吹气,将会看到两张

纸.

图5 图6

1. 把两个空心半铜球紧贴在一起,用抽气机抽出球内

的空气,然后用两队马向相反方向拉两个半球,16匹马

拼命地拉,这是由于造成的,该实验叫

做实验。

2. 最早测定大气压的实验是

3.个标准大气压=帕斯卡,100帕斯卡=毫

米汞柱高。1个标准大气压=厘米汞柱高。

4 .大气压是由于而产生的,大气压随海拔

高度的变化而变。随着海拔的升高,大气压强将,

随着海拔的降低,大气压强将。液体的沸

点随大气压强的降低而。

5 .活塞式抽水机和离心式水泵能把低处的水抽到高处,

它们都是利用来工作的。最多能能把离抽水

机深处的水抽到高处。

6. 平原上生活的人在登山时,常会发生高山反应或叫高

山病,在3千米以上会头晕、头痛、恶心、呕吐、呼吸

加快。四肢麻木,造成这种现象的原因是。

7.大气压是由于____________而产生的,大气压随海拔

高度的变化而变化,随着海拔的升高,大气压强

将,随着海拔的降低,大气压强将。

液体的沸点随大气压强的降低而。

8.温度不变时,一定质量的气体,体积减小时压强

_________,体积增大时压强___________;晴天时压

强,阴天时压强;夏天时压强,

冬天时压强。

10.高压锅容易把食物煮烂,是因为锅内水面上方的气

压 1个标准大气压,锅内水的沸点100℃以上

两空均选填“>”或“<”)

1.有关大气压的说法,正确的是〔〕

A.大气压强等于760厘米水银柱高

B.大气压强的值在不同的地方是不同的

C.同一地方的大气压的值总是不会发生变化的

D.大气压随海拔的升高而增大

2.下面的几种说法中不能证明大气压的存在的是:〔〕

A.活塞式抽水机的抽水过程

B.离心式水泵的抽水过程

C.钢笔吸墨水

D.车辆的行驶

3.测量大气压强可以采用一端封闭的玻璃管进行。如果测

量时是通过在管中注入水进行的,则管的长度应是〔〕

A.1米左右

B.0.76米就可以了

C.与管的粗细无关,小于10米即可

D.管长大于10米

4.一个杯子的口径为10厘米,装满水后用硬纸板盖好,

然后倒过来,水并没把纸板压下,其原因是〔〕

A.水对纸板的粘结作用力造成的

B.杯口对板的粘力造成的

C.大气对板的向上压力大于杯中水的重力

D.上面的说法都不正确

5.关于大气压变化的说法正确的是〔〕

A.气压计由山下到山顶,示数增大

B.晴天变雨天,气压计示数变大

1.如果在气体和液体中流速越大的位置压强越大,则不会出现的情况是()

A.飞机翅膀的截面形状应该反过来

B.两艘并列同向行驶的船只不会相撞

C.地铁、火车站的站台安全线不必设置

D.喷雾器再怎么用力吹也喷不出雾来

2.在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币就能跳过栏杆,这是因为()

A.硬币下方的压强比上方的压强大

B.硬币后面的压强比前面的压强大

C.硬币后面的压力比前面的压力大

D.硬币下方的空气密度比上方的大

3.春天是放风筝的好季节。风筝在空气中飞行利用了下列什么原理()

A.风筝下方空气流动速度小,空气压强小

B.风筝下方空气流动速度大,空气压强大

C.风筝上方空气流动速度大,空气压强小

D.风筝上方空气流动速度小,空气压强大

6.如图2所示,向两张纸的中间吹气,发生的现象是[ ]

A.纸向两边分开

B.纸向中间靠拢

C.保持原来位置不动

D.都有可能

图2

7.“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,诗中包含的科学道理是

A.风声是空气振动而产生的声音

B.力是改变物体运动状态的原因 C.屋顶上方空气流速快,压强小;屋内空气不流动,压强大

D.风使屋顶产生的升力大于屋顶重力

8.小汽车作匀速直线运动时与静止时相比较,下列说法正确的是:

A.运动时对地面的压力小于静止时

B.运动时对地面的压力等于静止时

C.运动时与地面的摩擦力小于静止时

D.运动时与地面的摩擦力大于静止时

9.一阵大风吹来, 伞面可能被“吸”, 严重变形。下列有关这一现象及其解释,正确的是

A.伞面被向下“吸” B.伞上方的空气流速大于下方C.伞上方的空气流速等于下方

D.伞上方的空气流速小于下方C.在同一地区任何时间所测的大气压的大小相同

D.冬天比夏天气压计的示数增大。

6.有一种用塑料或橡皮制造的挂衣钩,中间是一个空的“皮碗”,可以把它按在光滑的墙或玻璃上,在钩上再挂上几件衣服也不会掉下来,这是因为〔〕

A.墙对它有吸力

B.玻璃对它有吸力

C.衣钉对墙或玻璃有附着力

D.大气压的作用

7.水银曲管气压计的构造如图所示,被封闭的一端是真空的,开口的一端与大气相通。根据图中所示的数据,这时大气压强为〔〕

A.90厘米水银柱高

B.75厘米水银柱高

C.85厘米水银柱高

D.难以读出,因无刻度

1.首先测定大气压值的实验是

A.托里拆利实验 B.马德堡半球实验

C.奥斯特实验 D.牛顿第一定律实验2.有关大气压的说法,正确的是

A.大气压强等于760厘米水银柱高

B.大气压强的值在不同的地方是不同的

C.同一地方的大气压的值总是不会发生变化的

D.大气压随海拔的升高而增大

3.分别用横截面积是1 cm2和0.5 cm2的玻璃管同时、同地做托里拆利实验时,两种情况下水银柱的高度之比是A.1∶2B.2∶1C.1∶1D.无法确定4.水银气压计若挂歪了,其读数将会

A.与实际气压一样大 B.比实际气压小

C.比实际气压大 D.无法确定

5.用塑料管能吸瓶内果汁,是由于

A.塑料管本身有吸水作用

B.人体内对果汁产生的吸引力

C.塑料管内气体被吸压强减小,大气压使果汁沿塑料管上升

D.果汁本身产生的压强大

(1)由图13-63所示的实验,可以得出流体的压强与流速之间有什么关系?

答:_________________________________________;(2)在图13-64所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数发生了什么变化?

答:___________________________________;

(3)下列四种情形中,哪几种情形能够运用上述的实验规律进行解释?

A.乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉

B.将氢气球放手后,它会漂向空中

C.直升飞机能够停在空中一定高度处

D.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进

答:()

初三物理固体液体气体压强专项计算题

初中物理压强专项计算题 学生在进行压强、液体压强的计算,下列几条必须明确: (1)牢记两个压强公式,理解式中各个物理量的意义,注意统一用国际单位; (2)要能正确地确定压力、确定受力面积、确定深度; (3)相关的物理量(如重力、质量、密度等)及计算也要搞清楚; (4)液体对容器底部的压力并不一定等于液体的重力; (5)计算有关固体、液体的压力和压强问题时,先求压力还是压强的次序一般不同。 ※※※固体压强: 1. 一名全副武装的士兵,人和装备的总质量是90千克,他每只脚接触地面的面积是0.03米2。当该士兵双脚立正时,求:(1)地面受到的压力F。 (2)士兵对地面的压强p。 2.一个方桌重75N,桌上放有一台质量为20kg的电视机,桌子每只脚与水平地面的接触面积是25cm2,求桌子对地面的压强. 3.质量为50t的坦克对水平路面产生的压强是105 Pa.求它每条履带和地面的接触面积 4.质量为20t的坦克,每条履带与地面的接触面积为2m2,求: (1)坦克所受到的重力是多大? (2) 若冰面所能承受的最大压强为6× 104 Pa,坦克能否直接从冰面上通过? 5.小莉的质量为45kg,她每只鞋接触地面的面积为1.5×10-2m2,她站在了一块泥地上.为了不让脚陷进泥地,她在水平泥地上放一块重力为200N的木板,当她站在木板中央时,地面受到压强为325Pa.求:(1)她对木板的压强;(2)木板与地面的接触面积. 6、按照交通部规定,我国载货车辆严禁超载,车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa 以内。检查人员在沪宁高速路口对一辆6轮汽车进行抽查,测得其实际总质量为10t,若每个车轮与水平地面的的接触面积为2×10-2m2。(1)通过计算说明该车对地面的压强p 是否超过规定?(2)运用所学的物理知识,写出两条超载的危害。 ※※※液体压强: 1.底面积为100坪方厘米、重为5N的容器放在水坪桌面上,容器内装有重45N深40cm 的水。求:容器对水平桌面的压强(g=10N/kg)。

高中物理气体压强

气体压强计算问题归类例析 一、液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 (1)液体在距液面深度为h 处产生的压强:P gh h =ρ(式中ρ表示液体的密度)。 (2)连通器原理:在连通器中,同种液体的同一水平面上的压强相等; 帕斯卡定律(Pascal law ) 加在被封闭液体上的压强大小不变地由液体向各个方向传递。 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银,分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A (设大气压强P cmHg 076=)。 解析:在图1中,液体在C 点产生的压强为P cmHg 15=,故C 点的压强为P P P C A =+1。根据连通器原理可知,P C 与管外液面处的压强相等,等于大气压强即P P C =0。故P P P cmHg A =-=-=0176571()。

在图2中,左管中与封闭气体接触液面处的压强为P A 。由连通器原理,右管中与上述液面处在同一水平面的液面处的压强也等于P A 。而C 点到该面的液体产生的压强为P 2=10cmHg ,故C 点的压强P P P C A =+2。C 点的压强就是大气压强P 0,所以P P P A =-02=()761066-=cmHg 。 在图3中,液柱在C 点产生的压强P cmHg 3106053=?=sin ,故C 点的压强为P C =P A +P 3。而C 点的压强又等于大气压强P 0,故P P P cmHg A =-=-037653()。 在图4中,右管液体在C 点产生的压强P h cmHg 42=,故C 点的压强P P P C =+04。左管液体对同一水平面处液面的压强为P h c m H g 51=。由连通器原理可知,P P P P A +=+504,解得P P h h A =+-021。 二、活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 (1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图; (2)列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。 注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示,一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A 的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0,则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于( ) A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C. P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+

气体压强与单位时间撞击单位面积的分子数的关系

气体压强与单位时间撞击单位面积的分子数的关系 东郊中学 王春生 一、气体压强公式的推导:设分子质量为m ,平均速率为υ,单位体积的分子数为n ;建立图示柱体模型,设柱体底面积为S ,长为l ,则 l t υ=……⑴ 柱体体积 V Sl =……⑵ 柱体内分子总数 N nV =总……⑶ 因分子向各个方向运动的几率相等,所以在t 时间内与柱体底面碰撞的分子总数为 16 N N ’总总=……⑷ 设碰前速度方向垂直柱体底面且碰撞是弹性的,则分子碰撞器壁前后,总动 量的变化量为 2p m N υ?=,总……⑸ 依据动量定理有 Ft p =?……⑹ 又压力 F PS =……⑺ 由以上各式得气体压强 213 P nm υ=……⑻ 二、单位时间撞击单位面积的分子数N : 由⑴~⑷式得 16 N nS t υ’总=……⑼ 又 N N St =,总……⑽ 据⑼⑽式得 16 N n υ=……⑾ 三、P 与N 的关系: 由⑻⑾式得 2P m N υ=……⑿ 2006年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试Ⅱ 21.对一定质量的气体,若用N 表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数,则 A .当体积减小时,N 必定增加

B.当温度升高时,N必定增加 C.当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化 D.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变 【解析】(1)因气体质量一定,所以分子总数不变,当体积减小时,分子密度增大。若气体温度升高(或不变),则分子平均速率增大(或不变),据⑾式知N 将增加;若气体温度降低,则分子平均速率减小,据⑾式知N不一定增加,可能不变,也可能减少。所以选项A错。 (2)当气体温度升高时,分子平均速率增大,但不知气体体积是否变化以及如何变化,所以N是否变化以及怎样变化不能确定。故选项B也错。 (3)当压强不变而体积和温度变化时,因气体温度无论是升高还是降低,都会使分子的平均速率发生变化,依据⑿知N必定变化,所以选项C对D错。

理想气体压强公式的推导

理想气体压强公式的推 导 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

理想气体压强公式的推导 摘要:压强是热力学中描述平衡态下气体状态的一个重要力学参量。从理想气体的微观模型出发,分析理想气体压强的产生原因,采用合理的统计方法,推导出理想气体的压强公式。在推导的过程中,加强对统计概念及理想气体压强实质的认识。 关键词:理想气体;统计方法;压强公式。 1引言 推导理想气体压强公式,首先要建立正确的理想气体微观模型;其次在理想气体微观模型的基础上,分析理想气体对容器器壁的压强和理想气体内部压强的产生原因;最后根据理想气体压强的产生原因,采用合理的统计方法推导理想气体的压强公式。 2 理想气体的微观模型及其压强的产生原因 德国物理学家克劳修斯1857年提出了理想气体的微观模型,即分子本身的线度比起分子间的距离可以忽略不计;可以认为除碰撞的一瞬间外,分子之间及分子与容器器壁之间都无相互作用;分子之间及分子与容器器壁之间的碰撞都是完全弹性的。 根据理想气体的微观模型,我们可以把理想气体看为由大量分子所组成的热学系统,粒子可近似地看作质点。理想气体施于容器器壁的压强是大量分子对器壁不断碰撞的结果,而理想气体内部的压强是垂直于截面方向的热运动动量交换所引起的。并且理想气体的微观模型认为平衡态下理想气体内的分子是均匀分布的,向各个方向运动的几率是相等的,即具有混沌性。所以在此基础上我们就可以运用合理的统计方法对理想气体的压强公式进行推导。 3 推导理想气体对容器器壁的压强 理想气体施于容器器壁的压强是大量分子对器壁不断碰撞的结果,在平衡态下,器壁上各处的压强相等,其大小等于单位时间单位面积器壁所受的冲量。 设在任意形状的容器中贮有一定量的理想气体,体积为V ,共含有N 数个分子,单位体积内的分子数为V N n ,每个分子的质量为m 。建立直角坐标系xyz,在垂直于x 轴的器壁上任意取一小块面积dA (图1),来计算它所受的压强。

压强公式及气体内能

压强公式 推导:已知某气体分子i 质量m 、在容器内有N 个分子、容器(长方体)的长l 1、宽l 2、高l 3 。 1. 分子m 碰撞容器壁A 1面一次动量的改变为:令X 方向为正方向, )2(-ix ix ix mv mv mv p -=--==?初动量末动量 2. 在A 1与A 2面往返一次的时间为:ix v l t 12= 可知:单位时间内分子与A 1碰撞的次数为12l v ix 。 3. 单位时间内动量的改变为: 1 2)2(l v mv p ix ix ?-=?=?单位时间内碰撞次数碰撞一次的动量改变 4. 由p t F I ?=??=,及F F -=,F 为分子对器壁的平均冲力 5. 单位时间内平均力的大小:对于一个分子1 2 1122l mv s t l v mv F ix ix ix ==??=)(,对于整体分子而言,A 1面单位时间内受到的力∑=N i ix l mv F 12 6. A 1面压强P 为: k x V N x N N i ix n v m n v m v m n v V Nm N v l l l Nm l l F S F P ε32)21(32n 3122221232132========∑= 动能分子分母同乘,其中n 为分子数密度,n 在容器中是一个常数,: 322v v x =各个方向上速度分量平方的平均值是一样的。 说明:1> 压强具有统计意义:压力是大量分子对容器壁碰撞统计平均结果,它不是由分子的重量产生的 2> 适用于理想气体、平衡态 3> 与容器的形状无关 4> 分子间的碰撞对结论无影响 温度公式 温度的统计意义 )21(323122v m n v nm P nkT V NkT P ====,kT v m 2 3212=?,即:kT 23k =ε温度公式~~ 说明:1> 温度公式的适用条件:理想气体、平衡态 2> 温度的微观实质:分子热运动的平均动能的量度(分子热运动的剧烈程度) 能量按自由度均分原理、理想气体的内能 1. 自由度:自由度(degree of freedom, df)在数学中能够自由取值的变量个数,如有3个变量x 、y 、z ,

(完整版)封闭气体压强计算方法总结

ps p 0s N 81cmHg 10 P= 300 (4) 10 N ps p 0s P= 370 (5) 70cmHg 76cmHg 10 (2) ps p 0s mg N 10 P= (1) p 0s ps mg 10cm 66cmHg mg ps p 0s (3) P= 规律方法 一、气体压强的计算 1.气体压强的特点 (1)气体自重产生的压强一般很小,可以忽略.但大气压强P 0却是一个较大的数值(大气层重力产生),不能忽略. (2)密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律,即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递. 2.静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 (1)液体封闭的气体的压强 ① 平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象,进行受力分析,利用它的受力平衡,求出气体的压强. ② 例1、如图,玻璃管中灌有水银,管壁摩擦不计,设p 0=76cmHg,求封闭气体的压强(单位:cm 解析:本题可用静力平衡解决.以图(2)为例求解 取水银柱为研究对象,进行受力分 析,列平衡方程得Ps= P 0S +mg ;所以p= P 0S 十ρghS ,所以P =P 0十ρgh (Pa )或P =P 0+h (cmHg ) 答案:P =P 0十ρgh (Pa )或P =P 0+ h (cmHg ) 解(4):对水银柱受力分析(如右图) 沿试管方向由平衡条件可得: pS=p 0S+mgSin30° P=S ghS S P 0030sin ρ+=p 0+ρhgSin30°=76+10Sin30°(cmHg) =76+5 (cmHg) =81 (cmHg) 点评:此题虽为热学问题,但典型地体现了力学方法,即:选研究对象,进行受力分析,列方程. 拓展: 【例2】在竖直放置的U 形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱.大气压强为P 0,各部尺寸如图所示.求A 、B 气体的压强. 求p A :取液柱h 1为研究对象,设管截面积为S ,大气压力和液柱重力向下,A 气体压力向上,液柱h 1静止,则 P 0S +ρgh 1S=P A S 所以 P A =P 0+ρgh 1 求 p B :取液柱h 2为研究对象,由于h 2的下端以下液体的对称性,下端液体自重产生的任强可不考虑,A 气体压强由液体传递后对h 2的压力向上,B 气体压力、液柱h 2重力向下,液往平衡,则P B S +ρgh 2S=P A S 所以 P B =P 0+ρgh 1一ρgh 2 熟练后,可直接由压强平衡关系写出待测压强,不一定非要从力的平衡方程式找起. 小结:受力分析:对液柱或固体进行受力分析,当物体平衡时: 利用F 合=0,求p 气 10 300 N mg PS P 0S h 1Δh h 2 B A

气体压强的计算

1.如图所示,一装有水银的U形管竖直放置,左侧管口封闭,右侧管口与大气相通, 左侧水银面比右侧水银面高2cm,左侧被封闭空气柱的长度为19cm,已知大气压强为p =76cmHg。 (1)若要从右端缓慢加入水银,直到两侧水银面齐平,左端空气柱长变为多少? (2)要做到两侧水银面齐平,需从右端加入的水银有多少厘米的长度? 2.如图所示,竖直放置的弯曲管A端开口,B端封闭,密度为ρ的液体将两段空气 封闭在管内.若大气压强为P 0,管内液面高度为h 1 、h 2 、h 3 ,则B端气体的压强 为( ) A.P 0﹣ρg(h 1 +h 2 ﹣h 3 ) B.P 0﹣ρg(h 1 +h 3 ) C.P 0﹣ρg(h 1 ﹣h 2 +h 3 ) D.P 0﹣ρg(h 1 +h 2 ) 3.如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管 的下部封有长l l =25、0cm的空气柱,中间有一段长为l 2 =25、 0cm的水银柱,上部空气柱的长度l 3 =40、0cm。已知大气压 强为P =75、0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口 处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l' 1 =20、0cm。假

设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离。15cm 4.(2016课标三)一内壁光滑、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一轻活塞。初始时,管内水银柱及空气柱长度如图所示。已知大气压强p =75cmHg,环境温度不变。 (1)求右侧封闭气体的压强p 右 ; (2)现用力向下缓慢推活塞,直至管内 两边水银柱高度相等并达到稳定。 求此时右侧封闭气体的压强p 右 '; (3)求第(2)问中活塞下移的距离x。 5.玻璃管长L=100cm,上端封闭、下端开口且内径均匀,其中有一段长h=15cm 的水银柱把一部分空气封闭在管中,如图甲所示。当管竖直放置时,封闭气柱A 的长度L A =60cm。现把开口端向下插入水银槽中,直至A部分气柱长L A '=40cm 时为止,这时系统处于静止状态,如图乙所示。已知大气压强P =75cmHg,整个 过程中温度保持不变。求: ①图乙中A部分气体的压强;90cmHg ②槽内的水银进入玻璃管内的长度(最终计算结果保留两位有效数字)。27cm 6.如图所示为内径均匀的U型管,其内部盛有水银,右端封闭空气柱长12cm,左端 被一重力不计的活塞封闭一段长为10cm的空气柱,两侧水银面的高度差为 2cm,已知大气压强p =75cmHg,环境温度保持不变,向左侧活塞上注水银(左侧玻璃管足够长),要使两侧下部分水银面的高度相等,应向左侧活塞上注入的水银柱的长度为多少?9cm

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程 云南省玉溪第一中学周忠华 摘要:容器内气体压强的产生是由于大量气体分子频繁地撞击容器壁而使容器壁受到持续的压力,压强的大小就等于容器壁上单位面积上受到的压力。我们可以选取一定时间内与容器壁某一面积发生碰撞的气体分子作为研究对象,对它们应用动量定理,求出容器壁对这些气体分子的弹力,从而求出气体压强。得到气体的压强公式后,我们可以很自然地推导出质量一定的理想气体的状态方程。 关键词:动量定理、气体压强、理想气体状态方程 普通高中物理(必修加选修)第二册第十二章气体的压强这一节内容,教材为解释气体压强的产生和大小是通过两个演示实验来完成的。第一个实验是在玻璃罩内放一个充气不多的气球,然后用抽气机将罩内的空气逐渐抽离,抽气过程中可以看到气球体积不断膨胀,用这个实例说明气球内的气体确实对球皮产生了由内向外的压强;第二个演示实验是把大量的小滚珠均匀地倒在电子秤盘上,倾倒的过程中可以观察到滚珠对秤盘产生了持续的、均匀的压力,用这个实验来模拟大量的气体分子频繁地撞击容器壁会产生压强。这两个实验的优点是比较直观,学生看后基本上都能定性地感知气体压强的存在和产生的原因,但这两个实验都偏重于直观印象,缺乏充分严密的数学推证,许多学生对教材如此解释压强感到过于简单,说两个实验都不能给出决定气体压强大小的数学公式。为解决这个问题,笔者通过多年的教学实践发现,可以应用高中学生学习过的相关知识,对与容器壁发生碰撞的气体分子用动量定理,推导出容器内的气体压强公式,较好地解决了这个问题,下面我谈谈我的处理方法。 常温常压下的气体分子间隙很大,分子间距达到分子直径数量级

高中物理-封闭气体压强的计算

难点突破: 用气体实验定律解题的思路 1.基本解题思路 (1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T 数值或表达式. (3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 封闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 ①平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析,利用它的受力平衡,求出气体的压强. ②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,由两侧压强相等建立方 程求出压强.液体内部深度为h 处的总压强p=p0+ρg,h 例如,图中同一水平液面C、D 处压强相等,则p A=p0+ ρg.h (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定:由于该固体 必定受到被封闭气体的压力,可通过对该固体进行受力分

析,由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系. 2.加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时,对液柱受力分析有:pS-p0S-m(g+a)mg=ma,S为玻璃管横截面积,得p=p0 +S . 3.分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同,大气压强由于重力而产生,随高度增大而减小, 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小不随高度而变化;封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h 处的总压强时,不要忘记液面上方气体的压强. 用气体实验定律解题的思路 1.基本解题思路 (1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T 数值或表达式. (3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相 互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活 塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. 变质量气体问题的分析方法

计算气体压强的常用方法

计算气体压强的常用方法 压强、体积和温度是描述气体状态的三个重要参量。要确定气体的状态,就要知道气体的压强、体积和温度。其中气体压强计算是这部分知识的重点也是难点。往往也是解决问题的关键。下面介绍几种常见气体压强的计算方法。 一、液体封闭的气体的压强计算常用参考液片分析法 计算的方法步骤是 ①选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象; ②分析液片两侧受力情况,建立力的平衡方法,消去横截面积,得到液片两侧的压强平衡方程; ③解方程,求得气体压强。 例1. 如下图所示,粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1和2,已知 ,外界大气压强,求空气柱1和2的压强。 解析:设空气柱1和2的压强分别为,选水银柱和下端管内与水银槽内水银面相平的液片a为研究对象,根据帕斯卡定律,气柱1的压强通过水银柱传递到液片a上,同时水银柱由于自重在a处产生的压强为,从而知液片a受到向下的压力为,S为液片a的面积。液片a很薄,自重不计,液片a受到向上的压强是大气压强通过水银槽中的水银传递到液片a的,故液片

a受到向上的压力为。因整个水银柱处于静止状态,故液片a 所受上、下压力相等,即,故气柱1的压强为 。 通过气柱2上端画等高线AB,则由连通器原理可知:。 再以水银柱的下端面的液片b为研究对象,可求得空气柱2的压强为(与求同理) 。 点评:求静止液体封闭气体的压强时,一般选取最低液面和与气体相关联的液柱为研究对象,进行受力分析,列平衡方程较简单。 二、固体(活塞或汽缸)封闭气体的压强计算常用平衡条件法 对于用固体(如活塞等)封闭在静止容器内的气体,要求气体内的压强,可对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据平衡条件求解。 例2. 汽缸截面积为S,质量为m的梯形活塞上面是水平的,下面与水平方向的夹角为,如下图所示,当活塞上放质量为M的重物而处于静止。设外部大气压为,若活塞与缸壁之间无摩擦。求汽缸中气体的压强。

气体实验定律-理想气体的状态方程

气体实验定律-理想气体的状态方程

[课堂练习] 1.一定质量的理想气体处于某一初始状态,现要使它的温度经过状态变化后,回到初始状态的温度,用下列哪个过程可以实现( ) A .先保持压强不变而使体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强 B .先保持压强不变而使体积减小,接着保持体积不变而减小压强 C .先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使体积膨胀 D . 先保持体积不变而减少压强,接着保持压强不变而使体积减小 2.如图为 0.2mol 某 种气体的压强与 温度关系.图中 p 0为标准大气压.气体在B 状态时的体积是_____L .

3.竖直平面内有右图所示的均匀玻 璃管,内用两段水银柱封闭两段空气 柱a、b,各段水银柱高度如图所示.大 气压为p0,求空气柱a、b的压强各多大? 4.一根两端封闭,粗细均匀的玻璃管,内有一小段水银柱把管内空气柱分成a、b两 部分,倾斜放置时,上、下两段空气 柱长度之比L a/L b=2.当两部分气体的 温度同时升高时,水银柱将如何移 动? 5.如图所示,内径均匀的U型玻璃管竖直放置,截面积为5cm2,管右侧上端封闭,左侧上端开口,内有用细线栓住的活塞.两管中分别封入L=11cm 的空气柱A和B,活塞上、下气体压强相等为76cm 水银柱产生的压强,这时两管内的水银面的高度

差h=6cm,现将活塞用细线缓慢地向上拉,使两管内水银面相平.求: (1)活塞向上移动的距离是多少? (2)需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上? 6、一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是() A.p1 =p2,V1=2V2,T1= 21T2 B.p1 =p2,V1=21V2,T1= 2T2 C.p1=2p2,V1=2V2,T1= 2T2 D.p1 =2p2,V1=V2,T1= 2T2 7、A、B两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银 槽组成,除玻璃泡在管上的位置

高中物理:封闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强得计算 一、平衡态下液体封闭气体压强得计算 1、理论依据 ①液体压强得计算公式p= ρgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处得压强为p= p0 + ρgh ③帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上得压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递 (注意:适用于密闭静止得液体或气体) ④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)得同一水平面上得压强就是相等得。 2、计算得方法步骤(液体密封气体) ①选取假想得一个液体薄片(其自重不计)为研究对象 ②分析液体两侧受力情况,建立力得平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧得压强平衡方程 ③解方程,求得气体压强 例1:试计算下述几种情况下各封闭气体得压强,已知大气压P0,水银得密度为ρ,管中水银柱得长度均为L。均处于静止状态 θθ 8 练1:计算图一中各种情况下,被封闭气体得压强。(标准大气压强p0=6cmHg,图中液体为水银 图一 练2、如图二所示,在一端封闭得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两气柱得下表面在同一水平面上,另两端得水银柱长度分别就是h1与h2,外界大气得压强为p0,则A、B、C三段气体得压强分别就是多少? 、练3、如图三所示,粗细均匀得竖直倒置得U型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1与2。已知h1=15cm,h2=12cm,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1与2得压强。 二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强得计算 1。解题得基本思路 (1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图; (2)列出活塞(或气缸)得平衡方程,求出未知量、 注意:不要忘记气缸底部与活塞外面得大气压。 例2 如图四所示,一个横截面积为S得圆筒形容器竖直放置,金属圆板A得上表面就是水平得,下表面就是倾斜得,下表面与水平面得夹角为θ,圆板得质量为M。不计圆板与容器内壁之间得摩擦。若大气压强为P0,则被圆板封闭在容器中得气体压强P等于( ) A. B。C。 D、 图四 练习4:三个长方体容器中被光滑得活塞封闭一定质量得气体。如图五所示,M为重物质量,F就是外力,p0为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为: 练习5、如图六所示,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得空

热学中气体压强的计算方法

热学中气体压强的计算方法 压强是描述气体的状态参量之一。确定气体的压强,往往是解决问题的关键。气体压强的求解,是气体性质这一章的难点,特别是结合力学知识求解气体压强是历年来高考的热点内容。下面不妨介绍三种依据力学规律计算气体压强的方法。 一、参考液片法 1。计算的依据是流体静力学知识 ①液面下h深处由液重产生的压强p=ρgh。这里要注意h为液柱的竖直高度,不一定等于液柱长度。 ②若液面与大气相接触,则液面下h深处的压强为p=p0+ρgh,其中p0为外界大气压。 ③帕斯卡定律(液体传递外加压强的规律):加在密闭静止液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。此定律也适用于气体。 ④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。 2。计算的方法和步骤 选取一个假想的液体薄片(自重不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两侧的压强平衡方程,解方程,求得气体压强。 例1:如图1所示,左端封闭右端开口的U型管中灌有水银,外界大气压为p0,试求封闭气体A、B的压强。 解:选B部分气体下面的水银面液片a为研究对象。据帕斯卡定律及连通器原理,右端水银柱由于自重产生的压强为ρgh2,压力为ρgh2S,(S为液片面积)经水银传递,到液片a处压力方向向上。同理,外界大气产生压力,经水银传递,到液片a处压力方向也向上,大小为p0S,B部分气体在a处产生的压力方向向下,大小为PBS,由于a液片静止,由平衡原理,有:pBS=ρgh2+p0S,即pB=ρgh2+p0。又取液柱h1下端水银面液片b为研究对象,则有平衡方程为pAS+gh1S=pBS,则pA=pB-ρgh1=p0+ρg(h2-h1)。 二、平衡法 如果要求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解。 例2:一圆形气缸静置在地面上,如图2所示。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,大气压强为p0,现将活塞缓慢上提,求气缸刚离地面时,气缸内气体的压强p。 解法一:先用整体法,选活塞和气缸整体为研究对象。受到向上的拉力F和总重力(M+m)g。由平衡条件:F=(M+m)g ⑴ 再选活塞为研究对象,受力如图3所示:向下重力mg,向下大气压力p0S,向上拉力F,向上气缸内气体

最新封闭气体压强的计算(附有简单的答案)

封闭气体压强的计算 一、夜体封闭气体压强(一)液柱处于平衡状态 1、计算下图中各种情况下,被封闭气体的压强。(标准大气压强p0=76cmHg,图中液体为水银) 2、如右上图所示,在U型管的封闭端A内有一部分气体,管中标斜线部分均为水银,则A内气体的压强应为下述关系式中的:() A.p=h2B.p=p0-h1-h2C.p=p0-h2 D.p=p0+h1 3.在两端开口的U型管中灌有密度为ρ的液体,左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内, 如右图所示,处于平衡状态,设大气压强为p0,则封闭气体的压强为______;左边被封夜柱长度_____。 5、弯曲管子内部注满密度为ρ的水,部分是空气,图中所示的相邻管子液面高度差为h,大气压强为p0, 则图中A点的压强是() A.ρgh B.p0+ρgh C.p0+2ρgh D.p0+3ρgh (二)液柱处于加速状态 6、小车上固定一截面积为S的一端封闭的均匀玻璃管,管内用长为L的水银柱封住一段气体,如图所示,若大气压强为p0,则小车向左以加速度a运动时,管内气体的压强是_______(水银的密度为ρ). (三)水银槽或深水封闭气体压强 8、 已知:大气压强P0=1atm=76cmHg=105Pa,则:甲、P1=__________乙、P2=__________

丙、P 3=__________、丁P 4=__________(甲和丁可用厘米汞柱表示压强) 二、活塞封闭气体压强 9、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: 10、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 ,则下列说法正确的是( ) (P0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为mg C 、气缸内空气压强为P0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P0+mg/S 11、如图所示,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 ,气缸内部的横截面积为S ,大气压强为P 0。现用手握塞手柄缓慢向上提,不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦,若将气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为P 、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F ,则( ) A B C D 12、两个固定不动的圆形气缸a 和b ,横截面积分别为Sa 和Sb (Sa >Sb ),两气缸分别用可在缸内无摩擦滑动的活塞将一定质量的气体封闭在缸内,两个活塞用一钢性杆连接,如图,设两个气缸中的 气体压强分别为p a 和p b ,则( ) A .P a =P b B .a b a b P P S S = C .P a S a =P b S b D .P a S a >P b S b 13、如图所示,两端开口的气缸水平固定,A 、B 是两个厚度不计的活塞,可在气 缸内无摩擦滑动。面积分别为S 1=20cm 2,S 2=10cm 2 ,它们之间用一根细杆连接, B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg 的重物C 连接,静止时气缸中的 气体温度T 1=600K ,气缸两部分的气柱长均为L ,已知大气压强p 0=1×105Pa ,取 g=10m/s 2,缸内气体可看作理想气体。 活塞静止时,求气缸内气体的压强;

高中物理-封闭气体压强的计算

学习资料收集于网络,仅供参考 难点突破: 用气体实验定律解题的思路 1基本解题思路 (1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. ⑶认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 圭寸闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体圭寸闭的气体压强的确定 ①平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析,利用它的受力平衡,求出气体的压强. ②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,由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如,图中同一水平液面C、D处压强相等,则P A= p o + p gh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定:由于该固体 必定受到被封闭气体的压力,可通过对该固体进行受力分 学习资料收集于网络,仅供参考 jj%珂

析,由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系. 2?加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示,当竖直放置的玻璃管向上加速时,对液柱受力分析有:pS— p o S- m (g + a) mg= ma, S为玻璃管横截面积,得p= p o+ S . 3 ?分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同,大气压强由于重力而产生,随高度增大而减小, 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的,大小不随高度而变化;封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h处的总压强时,不要忘记液面上方气体的压强. 口口用气体实验定律解题的思路 1 ?基本解题思路 (1)选取研究对象:它可以是由两个或多个物体组成的系统,也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量:找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. (3)认识变化过程:除题设条件已指明外,常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,各系统独立进行状态分析,要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活塞可自由移动,一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. □口变质量气体问题的分析方法

专题气体--密闭气体压强的计算

专题:密闭气体压强的计算 一、平衡态下液体封闭气体压强的计算 1. 理论依据 ① 液体压强的计算公式 p = ρgh 。 ② 液面与外界大气相接触。则液面下h 处的压强为 p = p 0 + ρgh ③ 帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上的压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递(注意:适用于密闭静止的液体或气体) ④ 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。 2、计算的方法步骤(液体密封气体) ① 选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象 ② 分析液体两侧受力情况,建立力的平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧的压强平衡方程 ③ 解方程,求得气体压强 例1 P 0,水银的密度为ρ,管中水银柱的长度均为h 。 均处于静止状态 练1:计算下图中各种情况下,被封闭气体的压强。(标准大气压强p0=76cmHg ,图中液体为水银 练2、如图二所示,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h 1和h 2,外界大气的压强为p 0,则A 、B 、C 三段气体的压强分别是多少? 、练3、 如图三所示,粗细均匀的竖直倒置的U 型管右端封闭,左端开口插入水银槽 中,封闭着两段空气柱1和2。已知h 1=15cm ,h 2=12cm ,外界大气压强p 0=76cmHg ,求空 气柱1和2的压强。 θ

二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算 1. 解题的基本思路 (1)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图; (2)列出活塞(或气缸)的平衡方程,求出未知量。 注意:不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 例2 如下图所示,一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板A 的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0,则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于( ) A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C. P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+ 练习4:三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图五所示,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: 练5图 练习5、如上图所示,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 ,则下列说法正确的是(P 0为大气压强)( ) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为mg C 、气缸内空气压强为P 0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P 0+mg/S 练习6、如图所示,水平放置的气缸A 和B 的活塞面积分别为S S a b 和且S S a b >,它们可以无摩擦地沿器壁自由滑动,气缸内封有气体。当活塞处于平衡状态时,气缸A 、B 内气体的压 强分别为P P a b 和(大气压不为零),则下列正确的是( ) A. P P S S a b b a ::= B. P P a b > C. P P a b < D. P P a b =

理想气体压强公式

1、关于气体分子集体的统计假设 对于平衡态下的理想气体系统中的大量分子,可作如下统计假设: (1)无外场时,分子在各处出现的概率相同,即容器中单位体积内的分子数处处相等。―分子数密度 (2)由于碰撞,分子可以有各种不同的速度,速度取向各方向等概率,分子速度在各个方向分量的各种统计平均值相等。 2、理想气体压强公式 (1)定性解释 压强:密闭容器(如气缸)内的气体对容器的器壁有压力作用,作用在单位面积器壁上的压力。 从气体动理论的观点看来:气体在宏观上施于器壁的压强,是大量分子对器壁不断碰撞的结果。 最早使用力学规律来解释气体压强的科学家是伯努利。他认为:气体压强是大量气体分子单位时间内给予器壁单位面积上的平均冲量。 (2)定量推导 前提:平衡态、忽略重力、分子看成质点(只考虑分子的平动) 设在任意形状的容器中贮有一定量的理想气体,体积为V,共含有N个分子,单位体积内的分子数为n=N/V,每个分子的质量为m0,分子具有各种可能的速度,把分子分成若干组,每组内的分子具有大小相等、方向一致的速度,并假设在单位体积内各组的分子数分别为n1,n2,…,ni,…,则。 设某一分子以速度运动并与dA面碰撞,碰撞后速度变为。 推导过程: (1)计算单个分子速度为与器壁dA面碰撞一次的过程中施于dA面的冲量: (2)dt时间内速度为能与dA面发生碰撞的分子总数:(dA为底,为高,为轴的斜形柱体的体积内,的分子。) (3) dt时间内速度为能与dA面发生碰撞的分子对dA面的冲量: (4) dt时间内所有分子对dA面的总冲量:(5)器壁所受的宏观压强: (6)为了使结果的物理意义更明确,对压强表示式进行化简。

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态 方程 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

用动量定理推导气体压强公式和理想气体状态方程 云南省玉溪第一中学周忠华 摘要:容器内气体压强的产生是由于大量气体分子频繁地撞击容器壁而使容器壁受到持续的压力,压强的大小就等于容器壁上单位面积上受到的压力。我们可以选取一定时间内与容器壁某一面积发生碰撞的气体分子作为研究对象,对它们应用动量定理,求出容器壁对这些气体分子的弹力,从而求出气体压强。得到气体的压强公式后,我们可以很自然地推导出质量一定的理想气体的状态方程。 关键词:动量定理、气体压强、理想气体状态方程 普通高中物理(必修加选修)第二册第十二章气体的压强这一节内容,教材为解释气体压强的产生和大小是通过两个演示实验来完成的。第一个实验是在玻璃罩内放一个充气不多的气球,然后用抽气机将罩内的空气逐渐抽离,抽气过程中可以看到气球体积不断膨胀,用这个实例说明气球内的气体确实对球皮产生了由内向外的压强;第二个演示实验是把大量的小滚珠均匀地倒在电子秤盘上,倾倒的过程中可以观察到滚珠对秤盘产生了持续的、均匀的压力,用这个实验来模拟大量的气体分子频繁地撞击容器壁会产生压强。这两个实验的优点是比较直观,学生看后基本上都能定性地感知气体压强的存在和产生的原因,但这两个实验都偏重于直观印象,缺乏充分严密的数学推证,许多学生对教材如此解释压强感到过于简单,说两个实验都不能给出决定气体压强大小的数学公式。为解决这个问题,笔者通过多年的教学实践发现,可以应用高中学生学习过的相关知识,对与容器壁发生碰撞的气体分子用动量定理,推导

高中物理热学-- 理想气体状态方程 试题及答案.doc

高中物理热学-- 理想气体状态方程 试题及答案 一、单选题 1.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2,下列关系正确的是 A .p 1 =p 2,V 1=2V 2,T 1= 2 1T 2 B .p 1 =p 2,V 1=21 V 2,T 1= 2T 2 C .p 1 =2p 2,V 1=2V 2,T 1= 2T 2 D .p 1 =2p 2,V 1=V 2,T 1= 2T 2 2.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 3.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能) A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变 C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变 4.下列说法正确的是 A. 气体对器壁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 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小 D. 单位面积的气体分子数增加,气体的压强一定增大 5.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A .温度和体积 B .体积和压强 C .温度和压强 D .压强和温度 6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a ,然后经过过程ab 到达状态b 或进过过程ac 到状态c ,b 、c 状态温度相同,如V-T 图所示。设气体在状态b 和状态c 的压强分别为Pb 、和PC ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Qab 和Qac ,则 A. Pb >Pc ,Qab>Qac B. Pb >Pc ,QabQac D. Pb

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