高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化备课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体2 气体的等温变化备课ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了Pρgh，P帕h米，PP0，PP0+ρgh，PP0-ρgh，PP0+h，PP0-h，cmHg，5cmHg，例题2等内容，欢迎下载使用。

一、平衡态下液体封闭气体压强的计算
1. 理论依据（1）液体压强的计算公式 p = gh。（2）液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为 p = p0 + gh（3）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。
2. 压强：符号：P 单位：帕斯卡 （Pa） 1 Pa = 1 N/m2 1atm = 1.013×105Pa= 760mmHg
注：在热学相运算中，压强和体积可不采用国际单位，保持单位一致即可，温度必须采用国际单位进行运算
下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P0，用水银（或活塞）封闭一定量的气体在玻璃管（或气缸）中，求封闭气体的压强P
P =? cmHg（柱）
连通器原理：同种液体在同一高度压强相等
例1：计算图2中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银）
一竖直放置的粗细均匀的U形玻璃管中，两边分别灌有等高的水银，右管中封闭有一定质量的理想气体，如图所示。，，现从左管口缓慢倒入水银，恰好使右管中水银面上升，已知大气压强，环境温度不变，左管足够长。求：（1）此时右管封闭气体的压强；（2）左管中需要倒入水银柱的长度。
【答案】（1） ；（2）
二、平衡态下固体（活塞、气缸）密闭气体压强的计算
求用固体（如活塞）封闭在静止容器内的气体压强，应对固体进行受力分析。然后根据平衡条件求解。
PS = P0S+mg
常见平衡状态：静止、缓慢移动，该部件F合=0
PS =mg +P0S＇csθ
PS = mg+P0S
mg+PS = P0S
Mg+PS = P0S
如图所示，一竖直圆筒形汽缸高为H，上端封闭，下端开口，由活塞封闭一定质量的理想气体，轻弹簧的上端与活塞连接，下端固定于水平地面，活塞与汽缸壁无摩擦且气密性良好，整个装置处于静止状态时，活塞距汽缸上底高为 。已知活塞横截面积为S，汽缸自重为G，汽缸壁及活塞厚度可不计，大气的压强始终为 （1）求密闭气体的压强；（2）若对汽缸施一竖直向上的拉力使其缓慢上升，至汽缸下端口刚好与活塞平齐时（密闭气体无泄漏且气体温度始终不变），求拉力的大小F。
如图所示，导热良好的汽缸竖直固定放置。由两部分连接而成，上下截面积分别为2S、S，两个活塞a、b质量分别为2m、m，用不可伸长的细线连接，两活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体。开始时环境热力学温度为 T，阀门 K 关闭，活塞a上部为真空，封闭气体的压强等于外界大气压强，活塞到汽缸连接处的距离均为L，系统保持静止。已知重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的摩擦。（1）打开阀门K，使a上部与大气连通，求稳定后细线上的张力 F1；（2）接（1）问，系统稳定后缓慢升高封闭气体温度，直到温度变为2.5T，求再次稳定时活塞a的位置。
三、抽气（漏气）与充气问题
从容器内抽气或容器中漏气，由或者对容器充气，对该容器内的气体来说，气体质量一直在发生改变，而玻意耳定律适用于质量不变的情况。因此需采用整体思想处理这类问题，即将分出去的气体和剩余的气体看做一个整体，保持质量不变。
pV＝p1V1＋p2V2＋p3V3…＋pnVn
现有一个容积为400L的医用氧气罐，内部气体可视为理想气体，压强为15MPa，为了使用方便，用一批相同规格的小型氧气瓶（瓶内视为真空）进行分装，发现恰好能装满40个小氧气瓶，分装完成后原医用氧气罐及每个小氧气瓶内气体的压强均为3MPa，不考虑分装过程中温度的变化，则每个小氧气瓶的容积为（　　） A．20L B．40L C．50L D．60L
容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30 atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空．分装完成后，每个小钢瓶的压强p′＝2 atm.在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是(　　)A．4瓶　　　　　　　　　B．50瓶C．56瓶 D．60瓶
pV＝p′V＋p′ nV′
常规氧气瓶的压强上限为p0=15MPa（兆帕），瓶内气体不能全部用尽，应保留0.1～0.2MPa的剩余压强。新冠肺炎疫情防控期间，为了解决氧气紧缺又要满足多个病人同时供氧需求，专业人员对一瓶压强p1=14.6MPa、体积V=40L的满装氧气瓶和另两个同样规格的已刚好无法供氧的氧气瓶通过氧桥管道同时分装，两个待供氧的瓶内气体均保留了p2=0.2MPa的剩余压强，，分装过程中保证环境温度t=27℃不变，分装完成后，三个氧气瓶压强相等。求：（i）分装后三个氧气瓶的压强p大小；（ii）分装后的氧气瓶可以承受的温度上限t0为多少摄氏度。
如图所示，某同学用打气筒给篮球打气。已知圆柱形打气筒内部空间的高度为 ，内部横截面积为 ，当外管往上提时，空气从气筒外管下端的中套上的小孔进入气筒内，手柄往下压时气筒不漏气，当筒内气体压强大于篮球内气体压强时，单向阀门K便打开，即可将打气筒内气体推入篮球中，若篮球的容积 ，每次打气前打气筒中气体的初始压强为 ，篮球内初始气体的压强为 ，打气过程中气体温度不变，忽略活塞与筒壁间的摩擦力，每次活塞均提到最高处，求：（1）第一次打气时活塞下移多大距离时，阀门K打开？（2）至少打几次可以使篮球内气体的压强增加到 ？