判断水银柱移动方向的四种方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,判断水银柱移动方向的四种方法,by Miss Chen,高中物理 选修3-3 第八章 气体,四种判断,方法,公 式 法,定 性 分 析 法,图 像 法,极 端 推 理 法,公式法,气体状态方程：,假设,V,不变，,若,P0,，意味着两部分气体的压强均增大，水银柱将向着,P较小,的一方移动；,若,P0,，意味着两部分气体的压强均减小，水银柱将向着,P较大,的一方移动；,若,P = 0,，意味着两部分气体压强的变化量P相等，则水银柱,不动,。,公式法,如图1所示，容器A和B内分别装有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相连，管内有一段水银柱，当氢气的温度为0，氧气的温度为20时，水银柱保持静止。,若,使氢气温度升高10，氧气温度升高20,，,水银柱将如何移动？,图像法,假设水银柱不动，两部分气体均作,等容变化,。,在,P,-T图,上作出两部分气体的,等容线,。,利用等容线求出与温度变化量,T,所对应的压强变化量,P,。,根据,P,间的大小关系便可判断出水银柱的移动方向。,图像法,两端封闭的U型管中有一些水银将空气隔为两部分，当管竖直放置，环境温度均匀时，左、右两气柱的长度分别为L1和L2，如图2所示,。,现将环境温度逐渐升高，则 ,AL1变长，L2变短；,BL2变长，L1变短；,CL1和L2不变化；,D条件不足，无法判定,。,定性分析法,从,气体分子动理论,的观点看来，,气体压强,是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的,。,气体压强的大小是由,单位体积内的分子数n,和,分子的平均速率,v,决定的。,对于理想气体，可以证明其压强公式为,P,=nRT,，R为玻耳兹曼常量。,可见，气体单位体积内的分子数n越多，气体的温度越高，气体的压强就越大,。,利用这个结论，就可以通过定性分析判断出水银柱的移动方向。,定性分析法,如图4所示，两端封闭、内径均匀直立的玻璃管中，有一段水银柱将温度相同的空气分为上、下两部分，且上面空气柱的长度是下面空气柱长度的两倍。现使两部分气体升高相同的温度，则 ,A水银柱不动；,B水银柱上升；,C水银柱下降；,D上、下两部分气体的压强均增大,。,极端推理法,如果在物理变化过程中，物理量的变化是,连续,的，而且因变量随自变量的变化是,单调,的，那么,我们就可以让这个变化是,无穷大,，判断出液柱在这个极限条件下的状态，和初始状态相比就知道液柱怎么“跑”了。,如温度减小我们可以认为减小到绝对零度，压强增加可以认为是无穷大的压强等等。,极端推理法,在两端封闭、内径均匀的玻璃管内有一段水银柱将气体分为两部分，把玻璃管倾斜放置，当环境温度均匀时，水银柱静止于某处，如图5所示,。,现使环境温度逐渐降低，则水银柱 ,A不动； B上升；,C下降； D无法判定,。,谢谢观看,