8.1《气体的等温变化》课件-2021-2022学年高二下学期物理人教版选修3-3

选修3—3第八章《气体》 §8.1 气体的等温变化 孔明灯 《孔明灯》 当代·戴宁东 满覆祈祷惧自沉， 灼骨燃心尽自焚。 飞离地面三万尺， 凌霄可否见龙城。 问题：诗人借孔明灯抒发对远大理想的一种坚持不懈的追求。孔明灯为什么能够飞起来呢？ 物体存在三种形态：固体、液体和气体，孔明灯能够飞起来，实际上是气体的热胀冷缩引起的。 问题：为了研究气体的性质，我们需要哪些状态参量？ 几何参量→体积 热学参量→温度 力学参量→压强 问题：当三个状态参量确定后，气体的状态就一定，那么怎样才能确定这三个状态参量呢？ 可以用仪器测量，具有规则几何图形的容器内气体的体积用刻度尺间接测量，温度用温度计，压强用压力表。 问题：压强是一个力学参量，除了直接用压力表测量外，你能否运用牛顿观点的相关知识点求解呢？ 【例题：气液型】如图所示，竖直放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长h1为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少？ 解析:设管的截面积为S，选a的下端面为研究液面，它受向下的压力为(pA＋ρgh1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则 (pA＋ρgh1)S＝p0S， 所以 pA＝p0－ρgh1＝(75－10)cmHg＝65 cmHg， 再选b的左下端面为研究液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于pB，则 (pB＋ρgh2)S＝pAS， 所以 pB＝pA－ρgh2＝(65－5)cmHg＝60 cmHg. 一、利用牛顿观点求封闭气体压强问题： 1、气体中的平衡问题： ①气液型： A.将气体与液体的接触面定义为液面，忽略空气重力； B. 处于平衡状态下的同一段连续液体中，任意两液面处的气体的压强差必定等于ρgh，其中h为两液面竖直方向上的高度差。 P下气-P上气=ρgh A B C D E 如图所示的容器处于静止状态，分析A、B、C、D、E四部分气体压强的关系。 【例题：气固型】如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为多少？ 解析:　以缸套为研究对