第1 册单元51 气体定律 p.PPT

氣體定律 第 1 冊 噴霧劑 噴霧劑通常以高壓氣體的形式儲存在金屬罐，而我們常聽說高壓金屬罐必須遠離火種，你知道原因嗎？(p.35) 壓 強 用鋒利的刀子切食物，較用鈍的刀子容易得多???? ∵ 利刀的刀鋒與食物的接觸面積較小 ? 如果作用力不變，作用於食物的壓強便較大 壓強： 作用於每單位面積的法向（垂直）力 符號：p 單位： N m–2 帕斯卡 (Pa) 1 Pa = 1 N m–2 (a) 某人的重量是 500 N。他站在地面時，接觸點的 壓強是多少？ 兩隻腳掌的總面積 = 4.0 ? 10–2 m2 釘子末端的面積 = 4.0 ? 10–6 m2 (b) 某人的重量是 500 N。他站在一口釘上時，接觸 點的壓強是多少？ 兩隻腳掌的總面積 = 4.0 ? 10–2 m2 釘子末端的面積 = 4.0 ? 10–6 m2 (c) 某人的重量是 500 N。他站在 200 口釘上時， 接觸點的壓強是多少？ 兩隻腳掌的總面積 = 4.0 ? 10–2 m2 釘子末端的面積 = 4.0 ? 10–6 m2 物體會對一個表面施加壓強，同樣，氣體會對表面施力，所以也會對表面施加壓強。 大氣壓強： 大氣層所施加的壓強 作用於任何接觸大氣的物體上，包括我們的身體 我們一直都受大氣壓強作用，但因為已習慣在大 氣壓強下生活，所以難以察覺它的存在。 氣體壓強可直接以大氣壓強 (atm) 為單位。 1 atm = 於海平面的大氣壓強 (~100 kPa) 大氣壓強對我們的影響無時無刻都存在 吸啜紙盒裝飲品時，紙盒會塌陷 ∵ 盒內的氣壓遠低於盒外的大氣壓強 同樣道理，用飲管吸啜飲料時，飲管內的氣壓下降 ? 飲管外的大氣壓強把飲料沿飲管向上推 吸盤可以牢固地吸附在垂直的表面上 ∵ 吸盤與表面之間的壓強低於大氣壓強 ∴ 大氣壓強把吸盤往表面推壓過去 布爾登氣壓計可用來量度氣體的壓強 原理跟吹捲笛相似 氣壓計內有一條彎曲的金屬管，管內的壓強增加時， 管子會稍稍伸直 ? 帶動指針在刻度盤上轉動 (a) 下圖顯示不同高度的大氣壓強。舉出一個原因，解釋為甚麼大氣壓強會出現這個變化。 高度 ? ? 空氣變得愈來愈稀薄 ? 對表面所施加的力變得愈來愈小 根據 ，大氣壓強 ? (b) 攀山者在約 4000 m 高的山頂把空的膠瓶密封。他把膠瓶帶返山腳時，瓶子變得愈來愈凹陷。試解釋這現象。 (b) 攀山者在約 4000 m 高的山頂把空的膠瓶密封。他把膠瓶帶返山腳時，瓶子變得愈來愈凹陷。試解釋這現象。 膠瓶在山頂上密封，那處位置較高 ? 瓶子內的氣壓比低處的大氣壓強低 ? 瓶外的大氣壓強把瓶子推向內，瓶子因而凹陷 進度評估 1 1 密封立方體每邊長 0.25 m， 盛載了 110 kPa 的氣體。求氣體作用於立方體每個表面上的力。 F = pA = 110 ? 103 ? (0.25 ? 0.25) = 6880 N 進度評估 1 2 (a) 寫出儀器的名稱。 (b) 這儀器顯示的讀數是多少？ 答案以 N m–2 為單位。 1.0 ? 105 N m–2 波義耳定律 壓強、體積、温度、質量都是描述氣體常用的物理量 它們之間究竟有甚麼關係？ 17 世紀，波義耳研究氣體在質量和温度不變時，壓強和體積有甚麼關係。 波義耳定律 波義耳定律 p – 線圖卻是一條穿過原點的直線。 以上結果顯示，氣體的壓強與體積成反比 ? 波義耳定律 換言之，質量和温度不變時， pV = 常數 設原來的壓強和體積分別是 p1 和 V1。在温度不變的情況下，壓強和體積分別變成 p2 和 V2，則： 志文用氣槍子彈把針筒口封住，如果氣體的壓強上升至 125 kPa，子彈便會射出。 開始時，針筒內有 50 cm3 處於大氣壓強 (100 kPa) 的空氣。如果志文慢慢推進活塞，子彈射出時，空氣的體積是多少？ 氣體壓強達 125 kPa 時，子彈會射出。 開始時，針筒內的壓強為 100 kPa。 子彈射出時，空氣的體積是多少？ 空氣壓縮得很慢 ? 它的温度保持不變 根據波義耳定律，p1V1 = p2V2 進度評估 2 1 判斷以下各項是否壓強的單位。 (a) N cm–2 是 (b) kPa 是 (c) N m2 不是 進度評估 2 2 針筒注入 10 cm3 處於 100 kPa 的空氣後密封。如果把氣體壓縮，使它的體積減少 45%，針筒內的壓強是多少？ 根據波義耳定律， p1V1 = p2V2 進度評估 2 3 (a) 波義耳定律在甚麼情況下才適用？ 温度不變 進度評估 2 3 (b) 密封的針筒內有 50 cm3 處於 100 kPa 的空 氣。如果空氣的體積減少至