B.氣體壓強與體積關系1.氣體狀態(tài)參量第1頁1.氣體狀態(tài)參量大家談氣體是物質(zhì)存在一個狀態(tài)，你認為氣體有哪些性質(zhì)？應該怎樣來描述氣體狀態(tài)？思索：快速壓縮氣體現(xiàn)象（打氣筒給自行車輪胎充氣），筒內(nèi)氣體將發(fā)生怎樣改變？氣體體積、壓強、溫度均發(fā)生改變。氣體狀態(tài)參量：體積、壓強和溫度第2頁（1）氣體體積Volume氣體無一定體積，氣體分子所能到達空間范圍稱為氣體體積，用字母V來表示。體積國際單位是m3（立方米）深入了解：容器容積即為氣體體積慣用單位還有“升”，符號是“L”。1L=1dm3，1m3=103L=106mL。第3頁（2）氣體溫度Temperature描述物體冷熱程度和物理量氣體溫度是氣體平均動能量度國際單位是K（開爾文）慣用溫度t單位是℃（攝氏度）T=273+t第4頁(3)氣體壓強pressure容器壁單位面積上所受壓力就是氣體壓強

p=F/S國際單位：Pa（帕斯卡）大氣壓強為：相當于76厘米汞柱產(chǎn)生壓強

p0=ρgh=13.6×103×9.8×0.76=1.013×105Pa思索：氣體壓強是怎樣產(chǎn)生？壓強微觀本質(zhì)因為氣體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運動過程中，對容器壁頻繁撞擊結(jié)果。第5頁氣體壓強計算用液體封閉氣體如圖所表示，一粗細均勻、豎直開口向上玻璃管子內(nèi)用長為h、密度為ρ液柱封閉了一段空氣。若玻璃管橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，求管內(nèi)被封閉氣體壓強。hp=p0+mg/s=p0+ρvg/sp=p0+ρhsg/sp=p0+ρgh第6頁計算圖中各情況下，被封閉氣體壓強。(外界大氣壓強p0=75厘米汞柱,圖中液體為水銀)

P1=1.01*105PaP2=0.67*105PaP3=0.83*105PaP4=0.67*105PaP5=1.17*105Pa第7頁公式p=p0±ρgh

h表示液面高度差當液柱壓縮封閉氣體時取“+”號當液柱有使氣體體積增大趨勢時取“-

”號第8頁如圖所表示，在一端封閉U形管內(nèi)，三段水銀柱將空氣柱A、B、C封在管中，在豎直放置時，AB兩氣柱下表面在同一水平面上，另兩端水銀柱長度分別是h1和h2，外界大氣壓強為p0，則A、B、C三段氣體壓強分別是多少？pA=pB=p0+ρgh2pC=pB–ρgh1=p0+ρg(h2–

h1)第9頁四個長方體容器中被光滑活塞封閉一定質(zhì)量氣體。如圖4–1–4所表示，M為重物質(zhì)量，F(xiàn)是外力，p0為大氣壓,S為活塞面積，m為活塞質(zhì)量，則壓強各為：

p0p0+(M+m)g/Sp0+F/S-mg/Sp0-F/S+mg/S第10頁公式p=p0±F/SF為垂直于S作用力，若不垂直則可進行分解求出其垂直分力當F有壓縮封閉氣體作用時取“+”號當F有使封閉氣體體積增大趨勢時取“-”號第11頁如圖所表示，一個橫截面積為S圓柱形容器豎直放置，金屬圓板上表面是水平，下表面是傾斜，下表面與水平面夾角為θ。圓板質(zhì)量為M，不計圓板與內(nèi)壁間摩擦，若大氣壓為p0，則被圓板密封容器內(nèi)氣體壓強p等于：A．p0＋(Mgcosθ/S)B．(p0/cosθ)＋(Mg/Scosθ)

C．p0＋(Mgcos2θ/S)D．p0＋(Mg/S)

解：以活塞為研究對象，分析活塞受力情況，如圖所表示，因為活塞處于靜止狀態(tài)，活塞所受力在豎直方向分量和一定為零。則有

p0S＋Mg－pS’cosθ＝0

其中S’是金屬圓板下表面面積，顯然S’＝S/cosθ

由(1)(2)兩式解得p＝p0＋Mg/S

所以，正確選項是D。

第12頁如圖氣缸固定，活塞質(zhì)量為m=1.00千克，面積S=100厘米2。重物質(zhì)量為M=1.50千克，活塞與氣缸壁之間摩擦不計，活塞不漏氣。大氣壓強為Po=1.0×105帕。把整個裝置放在升降機水平地板上，當升降機以a=6.00米/秒2加速度勻加速上升時，封閉氣體壓強為多大(g取10米/秒2)?解：以活塞和重物為整體受力分析對象。受力情況如右圖所表示(M+m)g為整體重力，PoS為大氣壓力，PS為氣缸內(nèi)氣體壓力。依據(jù)牛頓第二定律有：PS-(PoS+Mg+mg)=(M+m)aP=Po+=1.0×105+(1.5+1.0)(10+6.00)/(100×10-4)=1.04×105帕即封閉氣體壓強為1.04×105帕。第13頁如圖所表示，兩個氣缸A和B被活塞各封住一部分氣體，活塞面積比SA:SB=2:1，氣缸A內(nèi)氣體壓強pA=10atm(標準大氣壓)，外界為一個標準大氣壓，則氣缸B中氣體壓強pB=

個標準大氣壓。

對活塞整體受力分析依據(jù)平衡條件PASA+P0SB=PBSB+P0SA第14頁2.氣體壓強與體積關系演示試驗在一只錐形瓶中放入一個氣球，把氣球開口翻在錐形瓶瓶頸上，然后向氣球吹氣，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？為何？第15頁歷史回首玻意耳首先研究對象是空氣。經(jīng)過對空氣物理性質(zhì)研究，尤其是真空試驗，他認識到真空所產(chǎn)生吸力乃是空氣壓力。他做了一系列試驗來考查空氣壓力和體積關系，并推導出空氣壓力和它所占體積之間數(shù)學關系--“空氣彈性和它體積成反比”。英國科學家羅伯特·玻意耳，《懷疑派化學家》，譽稱“玻意耳把化學確立為科學”。第16頁探索研究

（DIS試驗）試驗裝置第17頁玻意耳定律表述一：一定質(zhì)量氣體，在溫度不變情況下，它壓強跟體積成反比。表述二：一定質(zhì)量氣體，在溫度不變情況下，它壓強跟體積乘積不變。玻意耳定律數(shù)學表示式：適用條件：壓強不太大（與大氣壓相比）溫度不太低（與室溫相比）。第18頁氣體等溫改變圖象

（1）等溫圖象特點：等溫線是雙曲線，溫度越高，其等溫線離原點越遠。如圖所表示：兩條曲線分別對應溫度為：T1<T2；（2）在P－圖象中為一條過原點直線，同理T2>T1。第19頁例題

某個容器容積是10L，所裝氣體壓強是20×105Pa。假如溫度保持不變，把容器開關打開以后，容器里剩下氣體是原來百分之幾？設大氣壓是1.0×105Pa。第20頁解

設容器原裝氣體為研究對象。初態(tài)

p1=20×105PaV1=10LT1=T末態(tài)

p2=1.0×105PaV2=？LT2=T由玻意耳定律

p1V1=p2V2得即剩下氣