高中物理 2.8 氣體實驗定律(Ⅱ) 第2課時課件 粵教版選修3-3.ppt

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第二章固體 液體和氣體氣體實驗定律 第2課時 高中物理 選修3 3 粵教版 目標定位 1 進一步熟練掌握氣體三定律 并能熟練應用 2 熟練掌握各種氣體圖象 及其它們之間的轉換 3 能熟練處理有關氣體性質的幾類問題 預習導學 溫度 反比 pV C p1V1 p2V2 體積 正比 預習導學 壓強 正比 一 相互關聯(lián)的兩部分氣體的分析方法這類問題涉及兩部分氣體 它們之間雖然沒有氣體交換 但其壓強或體積這些量間有一定的關系 分析清楚這些關系是解決問題的關鍵 解決這類問題的一般方法是 1 分別選取每部分氣體為研究對象 確定初 末狀態(tài)參量 根據(jù)狀態(tài)方程列式求解 2 認真分析兩部分氣體的壓強 體積之間的關系 并列出方程 3 多個方程聯(lián)立求解 課堂講義 課堂講義 例1如圖1所示 內徑均勻的U形管中裝入水銀 兩管中水銀面與管口的距離均為l 10 0cm 大氣壓強p0 75 8cmHg時 將右側管口封閉 然后從左側管口處將一活塞緩慢向下推入管中 直到左右兩側水銀面高度差達h 6 0cm為止 求活塞在管內移動的距離 答案6 4cm 圖1 課堂講義 課堂講義 課堂講義 二 假設法在判斷液柱 或活塞 的移動問題的應用此類問題的特點是 當氣體的狀態(tài)參量p V T都發(fā)生變化時 直接判斷液柱或活塞的移動方向比較困難 通常先進行氣體狀態(tài)的假設 然后應用查理定律可以簡單地求解 其一般思路為 1 假設液柱或活塞不發(fā)生移動 兩部分氣體均做等容變化 課堂講義 例2如圖2所示 兩端封閉 粗細均勻 豎直放置的玻璃管內 有一長為h的水銀柱 將管內氣體分為兩部分 已知l2 2l1 若使兩部分氣體同時升高相同的溫度 管內水銀柱將如何運動 設原來溫度相同 答案水銀柱上移 圖2 課堂講義 解析水銀柱原來處于平衡狀態(tài) 所受合外力為零 即此時兩部分氣體的壓強差 p p1 p2 h 溫度升高后 兩部分氣體的壓強都增大 若 p1 p2 水銀柱所受合外力方向向上 應向上移動 若 p1 p2 水銀柱向下移動 若 p1 p2 水銀柱不動 所以判斷水銀柱怎樣移動 就是分析其合力方向 即判斷兩部分氣體的壓強哪一個增大得多 假設水銀柱不動 兩部分氣體都做等容變化 分別對兩部分氣體應用查理定律 課堂講義 課堂講義 借題發(fā)揮同一問題可從不同角度考慮 用不同方法求解 培養(yǎng)同學們的發(fā)散思維能力 此類問題中 如果是氣體溫度降低 則 T為負值 p亦為負值 表示氣體壓強減小 那么降溫后水銀柱應該向壓強減小得多的一方移動 課堂講義 三 變質量問題分析變質量問題時 可以通過巧妙選擇合適的研究對象 使這類問題轉化為定質量的氣體問題 用理想氣體狀態(tài)方程求解 1 打氣問題向球 輪胎中充氣是一個典型的氣體變質量的問題 只要選擇球內原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象 就可以把充氣過程中的氣體質量變化的問題轉化為定質量氣體的狀態(tài)變化問題 課堂講義 2 抽氣問題從容器內抽氣的過程中 容器內的氣體質量不斷減小 這屬于變質量問題 分析時 將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象 質量不變 故抽氣過程可看做是等溫膨脹的過程 課堂講義 例3氧氣瓶的容積是40L 其中氧氣的壓強是130atm 規(guī)定瓶內氧氣壓強降到10atm時就要重新充氧 有一個車間 每天需要用1atm的氧氣400L 這瓶氧氣能用幾天 假定溫度不變 答案12天 課堂講義 解析用如圖所示的方框圖表示思路 課堂講義 四 氣體圖象與圖象之間的轉換理想氣體狀態(tài)變化的過程 可以用不同的圖象描述 已知某個圖象 可以根據(jù)這一圖象轉換成另一圖象 如由p V圖象變成p T圖象或V T圖象 課堂講義 例4如圖3所示 一定質量的氣體從狀態(tài)A經B C D再回到A 問AB BC CD DA是什么過程 已知氣體在狀態(tài)A時的體積是1L 求在狀態(tài)B C D時的體積各為多少 并把此圖改為p V圖象 答案見解析 圖3 課堂講義 解析A B為等容變化 壓強隨溫度升高而增大 B C為等壓變化 體積隨溫度升高而增大 C D為等溫變化 體積隨壓強減小而增大 D A為等壓變化 體積隨溫度降低而減小 課堂講義 五 氣缸類問題的處理方法解決氣缸類問題的一般思路 1 弄清題意 確定研究對象 一般來說 研究對象分兩類 一類是熱學研究對象 一定質量的理想氣體 另一類是力學研究對象 氣缸 活塞或某系統(tǒng) 2 分析清楚題目所述的物理過程 對熱學研究對象分析清楚初 末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程 依氣體定律列出方程 對力學研究對象要正確地進行受力分析 依據(jù)力學規(guī)律列出方程 課堂講義 3 注意挖掘題目中的隱含條件 如幾何關系等 列出輔助方程 4 多個方程聯(lián)立求解 對求解的結果注意檢驗它們的合理性 課堂講義 例5如圖4甲所示 氣缸質量為m1 活塞質量為m2 不計缸內氣體的質量及一切摩擦 當用一水平外力F拉活塞時 活塞和氣缸最終以共同的加速度運動 求此時缸內氣體的壓強 已知大氣壓為p0 活塞橫截面積為S 圖4 課堂講義