2.2 气体的等温变化（第2课时）（教学课件）-【上好课】高中物理同步备课（人教版2019选择性必修第三册）

专题 封闭气体的压强 和气体变质量问题 第二章 人教版 选择性必修第三册 液体封闭气体的压强 （水银柱-空气柱模型） 01 活塞—气缸模型的气体压强 02 气体变质量问题(气体分装) 03 典例分析 04 CONTENTS 目录 知识回顾 玻意耳定律 T1 T2 V p 0 C与气体的种类、质量、温度有关。（ PV=C=nRT ） 对一定质量的某种气体：温度不变，C不变； 对一定质量的某种气体：温度越高，C越大． 液体封闭气体的压强 （水银柱-空气柱模型） PART 01 知识点拨 (1)压强：描述气体力学特征的宏观参量 (2)气体的压强：气体作用在器壁单位面积上的压力 (3)产生原因：大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 (4)影响气体压强的因素： 微观上：分子的平均动能和分子的密集程度 宏观上：气体的温度和体积 (5)符号：P 单位：帕斯卡(Pa) 1Pa = 1N/m2 1atm = 1.013×105Pa = 76cmHg≈10m水柱 （注：表示压强，要么都用Pa ，要么都用汞柱Hg） (6)压强与压力的关系：F=PS （P=F/S） 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 知识点拨 （8）气体的体积 1）体积：描述气体几何特征的物理量 2）气体体积：指气体所充满的容器的容积 ※ 对于质量一定的气体 ①体积不变——单位体积内的分子数不变 ②温度升高，分子的平均动能增大——压强增大 (7)气体压强是由分子热运动产生的（一般不考虑重力），故同一段气柱各点压强大小相等；液体压强是由重力产生的，同种液体，在同一深度，压强向各个方向且大小相等。 (竖直管) 知识点拨 2．逐渐倾斜玻璃管，发现管内水银柱的竖直高度不变。 3．继续倾斜玻璃管，当倾斜到一定程度，管内充满水银，说明管内确实没有空气，而管外液面上受到的大气压强，正是大气压强支持着管内760mm高的汞柱，也就是大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等。 1．一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排出空气，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里，待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水银液柱与水槽中水平液面的竖直高度差，约为760mm。 理论依据 (1)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(等高处等压). (2)与气体接触的液柱所产生的附加压强 p=gh，注意h是液面间的竖直高度，不一定是液柱长度. (3)液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为: p = p0 + gh 平衡态下液体封闭气体压强的计算 下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银封闭一定量的气体在玻璃管中，求封闭气体的压强P P =ρgh P =? cmHg（柱） P—帕 h—米 P =P0+ρgh P =P0- ρgh h ② 当压强单位取帕斯卡（帕）时 当压强单位取cmHg时 P =P0＋Ph = P0+h P =P0-Ph =P0- h h ③ P =P0 h ① 平衡态下液体封闭气体压强的计算 h ④ h ⑤ h ⑥ P =P0+ρgh P =P0- ρgh P =P0 - ρgh 当压强单位取帕斯卡（帕）时 当压强单位取cmHg时 P =P0-Ph =P0- h P =P0＋Ph = P0+h P =P0-Ph =P0- h 气体压强求解的“两类模型” 1.活塞模型(用液体封闭一定质量的气体) 如图是最常见的封闭气体的两种方式. 对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是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. 图乙中的液柱也可以看成一“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS＋mg＝p0S. 气体压强是气体分子热运动撞击器壁产生的压力，因此可根据力的平衡条件或牛顿运动定律计算压强的大小. P =P0-Ph=P0- h 气体压强求解的“两类模型” 2.连通器模型(用液体封闭一定质量的气体) 如图，U形管竖直放置.根据连通器原理可知，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). PA =P0+h1 PB=P0+h1-h2 计算方法 （1）连通器原理：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，