第十五章　第3课时　气体的性质.pptx

;;;;1.活塞模型

如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。

求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分

析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。

图甲中活塞的质量为m，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态，所以p0S＋mg＝pS，则气体的压强为p＝p0＋。;图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S，;2.连通器模型

如图所示，U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。

则有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，

所以气体B的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2)。;例1若已知大气压强为p0，液体密度均为ρ，重力加速度为g，图甲、乙中汽缸横截面积为S，不计摩擦力，下列图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。;题图甲：选汽缸为研究对象，受力分析如图(a)所示，;题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有

p丙S＋ρghS＝p0S，所以p丙＝p0－ρgh

题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件有

p丁S＝p0S＋ρgh1S

所以p丁＝p0＋ρgh1;题图戊中，以B液面为研究对象，由平衡条件有

p戊S＋ρghsin60°·S＝p0S;气体实验定律理想气体状态方程;?;?;理想气体状态方程;思考请从微观的角度解释气体实验三定律。

(1)玻意耳定律的微观解释：

一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能_____。体积减小时，分子的数密度_____，气体的压强_____。;(2)查理定律的微观解释：

一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能_____，气体的压强_____。

(3)盖—吕萨克定律的微观解释：

一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能_____。只有气体的体积同时增大，使分子的数密度_____，才能保持压强不变。;例2(2023·河南安阳市模拟)如图所示，上端开口、横截面积为S且导热性能良好的汽缸放置在水平面上，大气压强为p0。汽缸内有一卡子，横截面积为S的轻质活塞上面放置一个质量为m的重物，活塞下

面密封一定质量的理想气体。当气体温度为T1时，活塞静止，

此位置活塞与卡子距离为活塞与汽缸底部距离的。现缓慢

降低汽缸温度，活塞被卡子托住后，继续降温，直到缸内气

体压强为;已知重力加速度为g，活塞厚度、汽缸壁厚度及活塞与汽缸壁之间的摩擦均不计。求：

(1)活塞刚接触卡子瞬间，缸内气体的温度；;活塞被卡子托住前，气体经历等压变化，设活塞刚刚接触卡子时气体的温度为T2，;;例3(2024·河南郑州市调研)如图所示，足够长U形管竖直放置，左右两侧分别用水银封有A、B两部分气体，气柱及液柱长度如图中标注所示。已知大气压强为p0＝76cmHg，L1＝6cm，h1＝4cm，h2＝32cm，管壁导热良好，环境温度为t1＝－3℃且保持不变。;设抽出的水银长度为Δh，设管的横截面积为S，A部分气体初始压强为p1，水银密度为ρ，则有p1＋ρgh1＝p0＋ρgh2，解得p1＝104cmHg

液面相平时，设A部分气体压强为p2，

p2＝p0＋ρg(h2－Δh)

对A气体，根据玻意耳定律可得;(2)若仅缓慢加热A部分气体，使下方液柱左右液面相平，则此时A部分气体温度为多少？(结果保留整数);若仅缓慢加热A部分气体，使下方液柱左右液面相平，根据理想气体状态方程有;例4(2021·辽宁卷·14)如图(a)所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体)，副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。;当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0＝1.0×105Pa、温度T0＝300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。;(1)设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p；;氦气温度不变，则发生的是等温变化，设氦气在目标位置的压强为p1，

由玻意耳定律得p0V0＝p1·1.5V0;(2)气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。;设此时氦气的压强为p2，活塞两侧压强相等，;;应用气体实验定律或理想气体状态方程解题的基本思