《玻意耳定律的应用》课件

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,*,玻意耳定律的应用,知识要点,问题讨论,课堂训练,课堂小结,玻意耳定律的应用知识要点问题讨论课堂训练课堂小结,知识要点复习：,1,、玻意耳定律实验装置及实验过程,(1),以,A,管中封闭的气体为,研究对象,；,(2),注意,A,、,B,两管中液面的升降分析。,p,0,A,B,p,0,A,B,h,1,h,2,p,0,A,B,h,1,h,2,h,1,h,2,h,1,h,2,p,1,=,p,0,+,h,1,p,2,=,p,0,-,h,2,p,=,p,0,p,1,=,p,0,+,h,1,p,2,=,p,0,-,h,2,p,=,p,0,p,1,=,p,0,+,h,1,p,2,=,p,0,-,h,2,p,=,p,0,p,1,=,p,0,+,h,1,p,2,=,p,0,-,h,2,p,=,p,0,问题讨论,课堂训练,课堂小结,知识要点复习：1、玻意耳定律实验装置及实验过程p0ABp0A,知识要点复习：,2,、玻意耳定律,内容：,一定质量的气体，当温度不变时，气体的压强跟它的体积成反比。,数学表示式：,p,1,V,1,p,2,V,2,恒量,上式中的恒量跟气体的质量、种类、温度有关。,图线（等温线）：,T,P,V,O,P,T,T,V,A,B,A,B,A,B,C,D,C,C,D,D,T,T,P,1/V,O,D,A,C,B,问题讨论,课堂训练,课堂小结,知识要点复习：2、玻意耳定律TPVOPTTVABABABC,问题,1,：,农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，,A,的总容积为,7.5L,，装入药液后，药液上方体积为,1.5L,。关闭阀门,K,，用打气筒,B,每次打进,10,5,Pa,的空气,250cm,3,。问：,（,1,）要使药液上方气体的压强为,4,10,5,Pa,，打气筒活塞应打几次？,（,2,）当,A,中有,4,10,5,Pa,的空气后，打开,K,可喷射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积的药液,？,B,A,K,思路分析,参考解答,继续思考,高考原题,1,问题,2,3,4,问题1：农村中常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的,思路分析：,向喷雾器容器,A,中打气，是一个,等温压缩过程,。按实际情况，在,A,中装入药液后，药液上方不可能是真空，而已有,10,5,Pa,的空气,1.5L,，把这部分空气和历次打入的空气一起作为,研究对象,，变质量问题便转化成了定质量问题。,返回问题,1,向,A,中打入空气后，打开阀门,K,喷射药液，,A,中空气便经历了一个,等温膨胀过程,。根据两过程中气体的初、末状态量，运用玻意尔定律，便可顺利求解本题。,B,K,A,参考解答,继续思考,高考原题,1,思路分析：返回问题1向A中打入空气后，打开阀门K喷射药液，A,参考解答：,（,1,）以,A,中原有空气和,n,次打入,A,中的全部气体为,研究对象,。由玻意耳定律，可得,(,依实际情况和题意,大气压强可取,10,5,Pa),p,0,（,V,n,V,0,）,=,p,1,V,10,5,（,1.5+n250 10,-3,)=,4,10,5,1.5,n=,18(,次,),参考解答：,参考解答：,(2),打开阀门,K,，直到药液不能喷射，,忽略喷管中药液产生的压强,，则此时,A,容器内的气体应等于外界大气压。以,A,容器内的气体作为,研究对象,，由玻意耳定律，可得,p,1,V,p,0,V,V,=L,从而，,A,容器内剩余药液的体积,V,剩,V,总,V,7.5-6=,1.5L,思路分析,返回问题,1,继续思考,高考原题,1,参考解答：思路分析返回问题1继续思考高考原题1,继续思考,:,要使药液全部喷出,则需要打几次气？喷药前便打足气，与药液喷不完时再补打气，要使药液全部喷出，两种情况的打气总次数相等吗？,参考解答,返回问题,1,高考原题,1,继续思考:参考解答返回问题1高考原题1,参考解答：,设要使药液全部喷出，需要打,n,次气。,仍以,A,中原有空气和打入,A,中的全部气体为研究对象,，由玻意耳定律，可得,p,0,（,V,n,V,0,）,=,p,0,V,总,n,24,次,喷药前打足气，与药液喷不完时再补打气，要使药液全部喷出，,两种情况的打气总次数是相等的,。这是因为两种情况中，未打气前药液上方空气的压强和体积均相同，每次打入,A,容器中的空气的压强和体积均相同，最终药液全部喷出时,A,容器中空气的压强和体积亦相同。,总,返回,高考原题,1,参考解答：设要使药液全部喷出，需要打n次气。仍以A中原有空,高考原题,1,：,2000,年,理科综合能力测试,(,山西省卷,),第,29,题,(14,分,),某压缩式喷雾器储液桶的容量是,5.7,10,3,m,3,。往桶内倒入,4.2 10,3,m,3,的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。如果每次能打进,2.5 10,4,m,3,的空气，要使喷雾器内空气的压强达到,4,标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为,1,标准大气压）,参考解答,进气口,喷液口,问题,1,2,3,4,高考原题1：的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应,参考解答：,设标准大气压为,p,0,，药桶中空气的体积为,V,。打气,N,次以后，喷雾器中的空气压强达到,4,标准大气压，打入的气体在,1,标准大气压下的体积为,0.25,10,3,m,3,，则根据玻意耳定律，,p,0,（,V,N,0.25,10,3,）,=4,p,0,V,其中,V,5.7,10,3,-4.2,10,3,=1.5,10,3,m,3,代入数值，解得,N,18,（次）,当空气完全充满药桶以后，如果空气压强仍然大于大气压，则药液可以全部喷出。由玻意耳定律，,4,p,0,V,p,5.7,10,3,解得,p,1.053,p,0,p,0,所以，,药液可以全部喷出,。,返回,问题,1,2,3,4,参考解答：设标准大气压为p0，药桶中空气的体积为V。打气N次,问题,2,：,均匀,U,形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在,A,管内，当,A,、,B,两管水银面相平时，大气压强支持,72cmHg,。,A,管内空气柱长度为,10cm,，现往,B,管中注入水银，当两管水银面高度差为,18cm,时，,A,管中空气柱长度是多少？注入水银柱长度是多少？,x,x,x,x,x,x,10cm,A,B,x,x,18cm,初态,末态,A,B,分析,解答,以,A,中空气柱为研究对象,p,1,p,0,72,cmHg,，,V,1,10,S p,2,p,0,18,90,cmHg,，,V,2,L,2,S,根据玻意耳定律解得,L,2,8cm,A,管中水银面上升,x,10,L,2,2cm,注入水银柱长度,L,18,2,x,22cm,问题,1,3,4,问题2：均匀U形玻璃管竖直放置，用水银将一些空气封在A管内，,问题,3:,如图所示,竖直放置的连通器左、右两管为口径不同的均匀直玻璃管，横截面积,S,右,2,S,左,用水银将空气封闭在右管中,平衡时左、右水银面相平，右管内水银面距管顶,l,0,10cm,。现将一活塞从左管上口慢慢推入左管，直到右管水银面比左管水银面高出,h,6cm,为止。求此时左、右两管中气体的压强。已知大气压强,p,0,76cmHg,温度不变。,l,0,左,右,提示：,这是两个研究对象的问题，左、右两管内的封闭气体都遵从玻意耳定律，它们之间的,几何关系和压强关系,是解决问题的桥梁。,分析与解答,课堂训练,1,2,3,高考原题,2,问题,1,2,4,问题3:如图所示,竖直放置的连通器左、右两管为口径不同的均匀,左,右,左,右,几何关系,:,h,1,S,左,h,2,S,右,S,右,2,S,左,又,h,1,+h,2,6cm,h,1,4cm,h,2,2cm .,玻意耳定律,:,对,左管气体,p,1,V,1,p,2,V,2,76,10,S,左,(,p,2,6,),(10,h,1,x,),S,左,.,对,右管气体,p,1,V,1,p,2,V,2,76,10,S,右,p,2,(10,h,2,),S,右,.,联立,，解得,p,2,95cmHg,x,6.5,cm,分析与解答：,l,0,=10cm,x,=,?,h,1,h,2,76cmHg,6cm,课堂训练,1,2,3,高考原题,2,左右左右几何关系:h1 S左 h2 S右,高考原题,2,：,一横截面积为,S,的气缸水平放置，固定不动。气缸壁是导热的。两个活塞,A,和,B,将气缸分隔为,1,、,2,两气室，达到平衡时,1,、,2,两气室体积之比为,3,：,2,，如图所示。在室温不变的条件下，缓慢推动活塞,A,，使之向右移动一段距离,d,。求活塞,B,向右移动的距离。不计活塞与气缸壁之间的摩擦。,1,2,A,B,思路分析与参考解答,问题,1,2,3,4,高考原题2：一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动。气缸壁是,思路分析与参考解答：,因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等。,设,初态时气室内压强为,p,0,，气室,1,、,2,的体积分别为,V,1,和,V,2,；在活塞,A,向右移动,d,的过程中活塞,B,向右移动的距离为,x,；最后气缸内压强为,p,。因温度不变，,分别对气室,1,和,2,的气体运用玻意耳定律,，得,气室,1,p,0,V,1,=,p,（,V,1,Sd,Sx,）,气室,2,p,0,V,2,p,（,V,2,Sx,）,由（,1,）和（,2,）两式解得,x,=,V,2,d,/(,V,1,+,V,2,),由题意,V,1,/,V,2,3/2,，得,x,2,d,/5,返回,A,B,1,2,问题,1,2,3,4,思路分析与参考解答：因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡,问题,4,：,如图所示，质量为,M,的汽缸置于水平地面上，用横截面积为,S,、质量为,m,的活塞封入长为,l,的空气柱，现用水平恒力,F,向右拉活塞，当活塞相对汽缸静止时，活塞到汽缸底部的距离是多少？已知大气压强为,p,0,，温度不变，不计一切摩擦。,分析讨论：,起初,，活塞左右压强相等；,后来,，活塞所受合外力产生加速度，用整体法可求出这个加速度。另外，研究力、热综合问题时，,要能灵活地变换研究的对象,。,l,参考解答,课堂训练,课堂小结,问题,1,2,3,问题4：如图所示，质量为M的汽缸置于水平地面上，用横截面积为,起初,p,1,p,0,，,V,1,lS,隔离活塞 （,F,p,2,S,）,p,0,S,ma,而加速度,a,F,/,（,M,m,）则,后来,p,2,p,0,MF/,(,M+m,),S,，,V,2,l,S,根据,玻意耳定律,p,1,V,1,p,2,V,2,代入解得,l,F,l,？,起初,后来,参考解答：,l,返回,课堂训练,起初 p1 p0，V1lS,课堂训练,1,：,潜水艇的贮气筒与水箱相连。当贮气筒中的空气压入水箱后，水箱便排出水，使潜水艇浮起。某潜水艇贮气筒的容积是,2m,3,，贮有压缩空气。一次，筒内一部分空气压入水箱后，排出水的体积是,10m,3,，此时筒内剩余空气的压强是,95,10,5,Pa,。设潜水艇位于水面下,200m,，在排水过程中温度不变，求贮气筒内原来压缩空气的压强。（,g,取,10m/s,2,）,参考解答,知识要点,问题讨论,课堂小结,课堂训练,2,3,课堂训练1：潜水艇的贮气筒与水箱相连。当贮气筒中的空气压入水,参考解答：,设贮气筒中原来压缩空气的压强为,p,（,1,）,对压入水箱后的那部分空气,，运用玻意耳定律得,p,1,V,1,p,1,V,1,从而,V,1,p,1,V,1,/,p,1,（,p,0,+,gh,）,V,1,/,p,1,（,10,5,+10,3,10,200,）,10,/,p,2.10,10,7,/,p,（,2,）,对贮气筒中剩余的空气,，由玻意耳定律得,p,2,V,2,p,2,V,2,从而,V,2,p,2,V,2,/,p,2,95,10,5,2,/,p,1.90,10,7,/,p,.