专题：密闭气体压强计算(选修3-3).pptVIP

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 液体压强的计算公式 p = ?gh。 液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为 p = p0 + ?gh 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） 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。 （1）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. 二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算 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。 例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( ) 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。 例1、试计算下述情况下密闭气体的压强 ，已知大气压P0,图9中水银柱的长度为L，图10中活塞与气缸间无摩擦。 例2、如图所示，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数μ=0.5,斜面倾角θ=37°，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） 【解题指导】审题时应关注以下两点： (1)活塞刚离开B处时，关键词为“刚离开”隐含已经离开了与限制装置没有力的作用，故此时封闭气体的压强为p0,而刚离开又隐含封闭气体的体积还没有来得及变，体积仍为V0. (2)气体最后的压强，关键词为“最后”被A处装置卡住，气体体积为1.1V0. 【标准解答】(1)活塞刚离开B处时，体积不变，封闭气体的 压强为p2=p0,由查理定律得: 解得TB=330 K. (2)以封闭气体为研究对象，活塞开始在B处时，p1=0.9p0, V1=V0,T1=297 K;活塞最后在A处时：V3=1.1V0,T3=399.3 K,由理想 气体状态方程得 故 (3)如图所示，封闭气体由状态1保持体积不变，温度升高，压强增大到p2=p0达到状态2，再由状态2先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到1.1V0后再等容升温，使压强达到1.1p0. 答案：(1)330 K (2)1.1p0 (3)见解析 【规律方法】 理想气体状态方程的解题技巧 (1)挖掘隐含条件，找出临界点，临界点是两个状态变化过程的分界点，正确找出临界点是解题的基本前提，本题中活塞刚离开B处和刚到达A处是两个临界点. (2)找到临界点，确定临界点前后的不同变化过程，再利用相应的物理规律解题，本题中的三个过程先是等容变化，然后是等压变化，最后又是等容变化. 例3.(2010·上海高考)如图，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置， 截面积为5×10-3 m2,一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活 塞封闭在汽缸内，其压强为______Pa(大气压强取1.01×105 Pa， g取10 N/kg).若从初温27 ℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部 的高度由0.5 m缓慢变为0.51 m，则此时气体的温度为_____℃. 【解析】 T2=306 K,t2=33℃ 答案：1.05×105 33 * 高三物理复习： 气体压强产生的原因： 大量分子无规则运动，频繁与器壁碰撞，宏观上对器壁产生了持续的压力。单位面积所受压力，叫压强。 一个空气分子，每秒钟与其它分子碰撞达65亿次之多。 容器中各处的压强相等 （2）参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强． 例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知 (pA＋ph0)S＝(p0＋ph＋ph0)S.即pA＝p0＋ph. 2.计算方法 （3）受力平衡法：选与封闭气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强． ① h h ② h ③ 下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强P 练习： P =ρgh P =? cmHg（柱） P—帕