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,第二章 固体、液体和气体 气体实验定律() 第2课时,高中物理选修3-3粤教版,目标定位 1.进一步熟练掌握气体三定律，并能熟练应用 2.熟练掌握各种气体图象，及其它们之间的转换 3.能熟练处理有关气体性质的几类问题,预习导学,温度,反比,pVC,p1V1p2V2,体积,正比,预习导学,压强,正比,一、相互关联的两部分气体的分析方法 这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的一般方法是： 1分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式求解 2认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程 3多个方程联立求解,课堂讲义,课堂讲义,例1 如图1所示，内径均匀的U形管中装入水银，两管中水银面与管口的距离均为l10.0 cm，大气压强p075.8 cmHg时，将右侧管口封闭，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差达h6.0 cm为止求活塞在管内移动的距离 答案 6.4 cm,图1,课堂讲义,课堂讲义,课堂讲义,二、假设法在判断液柱(或活塞)的移动问题的应用 此类问题的特点是：当气体的状态参量p、V、T都发生变化时，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解其一般思路为 (1)假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化,课堂讲义,例2 如图2所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l22l1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) 答案 水银柱上移,图2,课堂讲义,解析 水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差pp1p2h.温度升高后，两部分气体的压强都增大，若p1p2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，若p1p2，水银柱向下移动，若p1p2，水银柱不动所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：,课堂讲义,课堂讲义,借题发挥 同一问题可从不同角度考虑，用不同方法求解，培养同学们的发散思维能力此类问题中，如果是气体温度降低，则T为负值，p亦为负值，表示气体压强减小，那么降温后水银柱应该向压强减小得多的一方移动,课堂讲义,三、变质量问题 分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解 1打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题,课堂讲义,2抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀的过程,课堂讲义,例3 氧气瓶的容积是40 L，其中氧气的压强是130 atm，规定瓶内氧气压强降到10 atm时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1 atm的氧气400 L，这瓶氧气能用几天？假定温度不变 答案 12天,课堂讲义,解析 用如图所示的方框图表示思路,课堂讲义,四、气体图象与图象之间的转换 理想气体状态变化的过程，可以用不同的图象描述，已知某个图象，可以根据这一图象转换成另一图象，如由p V图象变成p T图象或V T图象,课堂讲义,例4 如图3所示，一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA是什么过程？已知气体在状态A时的体积是1 L，求在状态B、C、D时的体积各为多少，并把此图改为pV图象 答案 见解析,图3,课堂讲义,解析 AB为等容变化，压强随温度升高而增大 BC为等压变化，体积随温度升高而增大 CD为等温变化，体积随压强减小而增大 DA为等压变化，体积随温度降低而减小,课堂讲义,五、气缸类问题的处理方法 解决气缸类问题的一般思路： (1)弄清题意，确定研究对象一般来说，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(气缸、活塞或某系统) (2)分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依气体定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程,课堂讲义,(3)注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程 (4)多个方程联立求解对求解的结果注意检验它们的合理性,课堂讲义,例5 如图4甲所示，气缸质量为m1，活塞质量为m2，不计缸内气体的质量及一切摩擦，当用一水平外力F拉活塞时，活塞和气缸最终以共同的加速度运动求此时缸内气体的压强(已知大气压为p0，活塞横截面积为S),图4,课堂讲义,
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