2.2.2 气体的等温变化-2022-2023学年高二物理备课高效互动课件（人教2019选择性必修第三册）

1.玻意耳定律的内容是什么？ 复习回顾 2.等温变化公式是怎样的？ 3.等温变化的图像是怎样的？ 选择性必修第三册第二章 气体、液体和固体 专题：封闭气体压强的计算 2.2-2 气体的等温变化 学习目标： 1.会计算液体封闭气体的压强 2.会计算活塞、气缸密闭气体压强 3.会应用玻意尔定律分析分析解决问题 液体压强公式: 一、平衡态下液体封闭气体压强的计算 h A p = gh p = p0 + gh h 液面与外界大气相通,液面下h处的压强为: ① h h ② h ③ 【例】下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用长为h的水银柱把一定质量的气体封闭在玻璃管中。求被封闭气体的压强P p1 = p0 p2 = p0 + gh p3 =p0- gh 【例】一上端开口、下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段气体。初始时玻璃管竖直放置，各段长度如图所示。现将玻璃管缓慢倒置过来，水银未流出管口。已知大气压强为p0=75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为多少？ 初态: 末态： 定律方程： 连通器原理：U形管 pA＝p0＋ gh 连通器原理：在连通器中，同一种液体（不间断） 的同一水平面上的压强是相等的。 h ④ h ⑤ h ⑥ 连通器原理：同种液体中同一高度压强相等 p=p0+ gh p =p0- gh p =p0- gh 连通器原理：U形管 【例1】粗细均匀的玻璃管，一端封闭，长为12cm。一人手持玻璃管开口竖直向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水进入玻璃管口2cm，如图所示。求管口距液面的深度．（取水面上大气压强为p0=1.0×105Pa，g取10m/s2，池水中温度恒定） 【例2】水银气压计中混入一个气泡，上升到水银柱的上方，使水银柱上方不再是真空。当实际大气压相当于768mm高的水银柱产生的压强时，这个水银气压计的读数只有750mm，此时管中的水银面到管顶的距离为80mm。当这个气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压相当于多高的水银柱产生的压强？设温度保持不变。 课本25页第4题 【例2】解析：一管中封闭气体为研究对象，设玻璃管的横截 面积为S，前后为等温变化。 初态： p1=（768-750）mmHg=18mmHg V1= SL1 末态： p2=（ p -740）mmHg V2= S L2 等温变化，根据 p1V1=p2V2 解得： p=756mmHg 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。 二、平衡态下活塞密闭气体压强的计算 【例2】如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上，用轻质活塞封闭着体积为V0的理想气体，外界大气压强为p0，环境温度保持不变，轻质活塞横截面积为S，与汽缸之间的摩擦不计．现在活塞上面放一质量为m的物块，活塞缓慢下移，并最终静止在某一位置．重力加速度为g.求：(1) 活塞静止时，缸内气体的压强；(2) 静止时活塞离汽缸底端的距离. 【检2】如下图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S＝2×10-3m2、质量为m＝4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2 。求活塞与气缸底部之间的距离. 解：以缸内封闭气体为研究对象 初态： 末态： 由活塞受力平衡得： 【检2】 解得 L2=20cm 【检3】有一导热良好的圆柱形气缸置于水平地面上，并用一光滑的质量为M的活塞密封一定质量的理想气体，活塞面积为S．开始时汽缸开口向上，已知外界大气压强p0，被封气体的体积V1．求： （1）被封气体的压强p1； （2）现将汽缸倒置（如图二），活塞与地面间的气体始终与外界大气相通，待系统重新稳定后，活塞移动的距离△h是多少． 【检4】（多选）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，过程中温度一直不变，则下列说法正确的是( )   AC 【检5】如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg 。求：细管的长度. 【拓展训练】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长为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差为5 c