高中物理封闭气体压强的计算

高中物理封闭气体压强

的计算

公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

难点突破：

用气体实验定律解题的思路

1．基本解题思路

(1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)．

(2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式．

(3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定．

(4)列出相关方程．

封闭气体压强的计算

1．系统处于平衡状态的气体压强的计算方法

(1)液体封闭的气体压强的确定

①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受

力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强．

②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压

强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强

相等建立方程求出压强．液体内部深度为h 处的总压强p ＝p 0＋ρgh ，

例如，图中同一水平液面C 、D 处压强相等，则p A ＝

p 0＋ρgh .

(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于

该固体必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固

体进行受力分析，由平衡条件建立方程来找出气体

压强与其他各力的关系．

2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法

一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强．

如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS －p 0S －mg ＝ma ，S 为玻璃管横截面积，得p ＝p 0＋

S m （g ＋a ）.

3．分析压强时的注意点

(1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小，气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等．

(2)求解液体内部深度为h 处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强．

用气体实验定律解题的思路

1．基本解题思路

(1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)．

(2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式．

(3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定．

(4)列出相关方程．

2．对两部分气体的状态变化问题总结

多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联．若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系．

变质量气体问题的分析方法

这类问题的关键是巧妙地选择研究对象，把变质量转化为定质量问题．常见变质量气体问题有：

(1)打气问题：选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题．(2)抽气问题：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，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程．

(3)灌气问题：把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．

(4)漏气问题：选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气体的状态方程求解．

液柱(活塞)的移动问题的分析方法

此类问题的特点是气体的状态参量p 、V 、T 都发生了变化，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)先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化．

(2)对两部分气体分别应用查理定律，求出每部分气体压强的变化量Δp ＝T ΔT

p ，并加以比较．

①如果液柱或活塞两端的横截面积相等，则若Δp 均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱或活塞向Δp 值较小的一方移动；若Δp 均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱或活塞向压强减小量较大的一方(即|Δp |较大的一方)移动；若Δp 相等，则液柱或活塞不移动．

②如果液柱或活塞两端的横截面积不相等，则应考虑液柱或活塞两端

的受力变化(ΔpS)，若Δp均大于零，则液柱或活塞向ΔpS较小的一方移动；若Δp均小于零，则液柱或活塞向|ΔpS|较大的一方移动；若ΔpS相等，则液柱或活塞不移动．

气体图象问题的分析要点

对气体状态变化图象的理解应注意两点：

(1)图象上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程．

(2)熟练掌握同一过程的p—V、V—T、p—T图象之间的转化，必要时能作出辅助的状态变化图线．如在V—T或p—T图象中，比较两个状态的压强或体积大小，可以用这两个状态到原点连线的斜率大小来判断．斜率越大，压强或体积越小；斜率越小，压强或体积越大．

计算气体压强的常用方法

气体压强的计算问题，可以转化为力学问题进行处理。具体如下：

参考液面法

（1）主要依据是液体静力学知识：

①静止（或匀速）液面下深h处的压强为。注意h 是液体的竖直深度。

②若静止（或匀速）液面与外界大气接触，则液面下深h处的压强为，为外界大气压强。

③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递。

④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一平面上时压强是相等的。

（2）计算压强的步骤：

①选取假想的一个液体薄片（不计自身重力）为研究对象；

②分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去横截面积，得到薄片两侧的压强平衡方程；

③解方程，求得气体压强。

【典例】如图（a）所示，水平放置

的均匀玻璃管内，一段长为h=25 cm的

水银柱封闭了长为L0=20 cm、温度为

t0=27 ℃的理想气体，大气压强p0=75

cmHg，将玻璃管缓慢地转过90°角，使它开口向上，并将封闭端浸入热水中，如图（b）所示，待稳定后，测得玻璃管内封闭气柱的长度L1= cm。问：

（1）此时管内封闭气体的温度t1是多少

（2）若用薄塞将管口封闭，此时水银上部封闭气柱的长度为

L2=10 cm。保持水银上部封闭气体的温度不变，对水银下面的气体加热，当上面气柱长度的减少量ΔL= cm时，下面气体的温度是多少

1．如图所示，玻璃管A上端封闭，B上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水银柱封闭了一段长为6 cm的气体，外界大气压为75 cmHg，左右两水银面高度差为5 cm，温度为t1=27℃。

（1）保持温度不变，上下移动B管，使A管中气体

长度变为5 cm，稳定后的压强为多少

（2）稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6 cm，则温度应变为多少

2．如图乙所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门A ，当温度为300 K，平衡时水银柱的位置如图（h1=h2=5 cm，L1=50 cm），大气压为75 cmHg。求：

（1）右管内气柱的长度L2。

（2）关闭阀门A，当温度升至405 K时，左侧

竖直管内气柱的长度L3（大气压强保持不

变）。

平衡条件法

对于用固体（或活塞）封闭静止容器内的气体，要求气体的压强，可对固体（或活塞）进行受力分析，然后根据平衡条件列式求解。

【典例】如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M=200 kg，活塞质量m=10 kg，活塞面积S=100 cm2，活塞与气

缸壁无摩擦且不漏气，此时缸内气体的温度为27 ℃，活塞刚好位于气缸正中间，整个装置都静止，已知大气压恒为p0=×105 Pa，重力加速

度为g=10 m/s2

，，求：

（1）缸内气体的压强p1；

（2）缸内气体的温度升高到多少摄氏度时，活塞

恰好会静止在气缸缸口AB处

1．圆柱形气缸固定放置在水平地面上，其

截面如图所示，用硬杆连接的两个活塞在气缸

的左右两侧分别封闭了两部分气体A、B，活塞

可自由移动。两侧的横截面积S A

A．若C部分是真空，则在温度升高的过程中活塞始终不动

B．若C部分是真空，则最终平衡时△p A=△p B

C．若C部分与外界大气连通，则活塞向右移

D．若C部分与外界大气连通，则最终平衡时△p A>△p B

2．两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示质量均为m=10 kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h 处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p0=×105 Pa，左管和水平管横截面积S1=10 cm2，右管横截面积S2 =20 cm2，水平管长为3h，现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度。（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10 m/s2）

动力学法

当与气体相连的系统加速运动时，要求气体的压强，可以选择与气体相连的合适的研究对象（如活塞、气缸等），对其进行受力分析，然后根据牛顿第二定律列动力学方程进行求解。在对系统进行分析时，可针对具体情况选用整体法或隔离法。

【典例】如图，在沿水平方向以加速度a=1 m/s2匀加速行驶的车厢中，斜靠着与水平方向成α=37°角的气缸。一质量m=2 kg、横截面积S=10 cm2的光滑活塞，将一定质量的气体封闭在气缸内，并与气缸保持相对静止。已知大气压强为p0=1×105 Pa。下列说法正确的是

A．气缸对活塞的弹力为16 N

B．气缸对活塞的弹力为 N

C．气缸内气体的压强为×105 Pa

D．气缸内气体的压强为×105 Pa

1．高空试验火箭起飞前，仪器舱内气体的压强p0=1 atm，温度

t=27 ℃。在火箭竖直上升的过程中，加速度的大小等于重力加速度g，仪器舱内水银气压计的读数为p=，已知仪器舱是密封的，那么，该过程中舱里的温度是多少

2．如图所示，倾斜的玻璃管长L=57 cm，一端封闭、另一端开口向上，倾角θ=30°。有4 cm长的水银柱封闭着45 cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33 ℃，大气压强p0=76 cmHg。

（1）将璃管缓慢加热，若有2 cm水银柱逸出，则温度需要升高到多少

（2）若让玻璃管沿倾斜方向向上以a=2 m/s2做匀加速直线运动，则空气柱长度为多少

气体压强的计算专题

气体压强的计算专题 1、在一端封闭的玻璃管中，装入一段长10cm的水银，如果大气压强为75cm水银柱高，如图所示的三种放置情况下，管中封闭气体的压强：甲是cm汞柱高，乙是cm汞柱高，丙是cm汞柱高． 2、求甲、乙、丙中封闭封闭气体的压强（外界大气压P0=76cmHg，h=10cm，液体均为水银） P甲=P乙=P丙= ． 3、如图所示，玻璃管中都灌有水银，分别求出几种情况下被封闭的气体的压强（设大气压强为76厘米汞柱）． （1）P A= ．（2）P A= ． （3）P A= ． （4）P A= P B= ． 4、如图所示，玻璃管粗细均匀，图中所示液体都是水银，已知h1=10cm，h2=5cm，大气压强P0=76cmHg，纸面表示竖直平面，求下列各图中被封闭气体的压强． 5、如图所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S 为活塞面积，活塞重忽略不计，求气缸内封闭气体的压强． 6、粗细均匀的细玻璃管中有一段水银柱，当时的大气压强为76cmHg柱，如图中所示各种情况下被封闭气体A 的压强分别为： （1）p1= ；（2）p2= ； （3）p3= ；（4）p4= ． 7、如图玻璃管中被水银封闭的气体压强分别为P2、P3，己知大气压为76cmHg，h1=2cm，h2=3cm， 则P2= cmHg、P3= cmHg． 8、如图所示，右端封闭的U形管内有A、B两段被水银柱封闭的空气柱．若大气压强为p0，各段水银柱高如图所示，则空气柱A、B的压强分别为p A= ，p B= ． 9、如图所示的容器A里封闭有气体，粗细均匀的玻璃管里有水银柱，若测得h1=10cm，h2=20cm，大气压强为1标准大气压，则可知A中气体的压强是Pa．（水银的密度为：13.6×103kg/m3） 10、如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，C端封闭，密度为ρ的液体将B、C两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，已知大气压强为p0，则B段气体的压强为，C段气体的压强为．

封闭气体压强计算方法总结85579

ps p 0s N 81cmHg 10 P= 30 (4) 10 N ps p 0s P= 37 （5） 70cmHg 76cmHg 10 (2) ps p 0s mg N 10 P= (1) p 0s ps mg 10cm 66cmHg mg ps p 0s （3） P= 规律方法 一、气体压强的计算 1．气体压强的特点 （1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略．但大气压强P 0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略． （2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递． 2．静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 （1）液体封闭的气体的压强 ① 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． ② 例1、如图，玻璃管中灌有水银，管壁摩擦不计，设p 0=76cmHg,求封闭气体的压强（单位：cm 解析：本题可用静力平衡解决．以图（2）为例求解 取水银柱 为研究对 象，进行受力分析，列平衡方程得Ps= P 0S ＋mg ；所以p= P 0S 十ρghS ，所以P ＝P 0十ρgh （Pa ）或P ＝P 0＋h （cmHg ） 答案：P ＝P 0十ρgh （Pa ）或P ＝P 0＋ h （cmHg ） 解(4)：对水银柱受力分析（如右图） 沿试管方向由平衡条件可得： pS=p 0S+mgSin30° P=S ghS S P 0030sin ρ+=p 0+ρhgSin30°=76+10Sin30°(cmHg) =76+5 (cmHg) =81 (cmHg) 点评：此题虽为热学问题，但典型地体现了力学方法，即：选研究对象，进行受力分析，列方程． 拓展： 10 300 N mg PS P 0S h 1Δh h 2 B A

专题封闭气体压强计算

专题:封闭气体压强计算 (一)、液体封闭的静止容器中气体的压强 1、 如图所示,分别求出三种情况下气体的压强 (设大气压强为p 0=76cmHg=1、013×105pa)。 甲: 乙: 丙: 2、计算图中各种情况下,被封闭气体的压强。(标准大气压强p 0=76cmHg,图中液体为水银) 3、 如图所示,粗细均匀的竖直倒置的U 型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1与2。已知h 1=15cm,h 2=12cm,外界大气压强p 0=76cmHg,求空气柱1与2的压强。 4、如图所示,图(a )为水银压强计,其U 形管内液面高度差为h ,水银的密度为 ,外界大气压强为0p 。此时容器内待测气体的压强p 为 。在图(b )中,水平放置的汽缸上有一质量为1m 、 底面积为1S 的活塞,在活塞上方再放置一个质量为2m 、底面积为2S 的圆柱体金 属块。若外界大气压强仍为0p 。则汽缸内气体的压强'P 为 。 5、如图所示,两端开口、粗细均匀的U 型玻璃管开口向上竖直放置,两段水银柱中 2h 将如 间封有一定质量的理想气体,其液面高度差如图所示,如果向左管倒入少量水银后,图中的 何变化？ ( )

A.2h 不变 B 、2h 增大 C 、2h 减小 D 、以上说法都不正确 6、如图所示,两端开口的U 形管内有两段水柱AB 、CD 封住一段空气柱BC,已知CD 高为1h ,AB 高度差为2h ,大气压强为0p 。则( )。 (A)封闭气体的压强为10h p + (B)封闭气体的压强为20h p + (C)封闭气体的压强为210h h p ++ (D)封闭气体的压强为2102h h p ++ (二)、活塞封闭的静止容器中气体的压强 7、三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图所示,M 为重物质量,F 就是外力,p 0为大气压,S 为活塞面积,G 为活塞重,则压强各 为: 8、如图所示,活塞质量为m,缸套 质量为M,通过弹簧吊在天花板上, 气缸内封住了一定质量的空气,而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S,则下列说法正确的就是 ( ) (P 0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上,大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下,大小为mg C 、气缸内空气压强为P 0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P 0+mg/S 9、如图所示圆柱形汽缸,汽缸质量为100 kg,活塞质量为10 kg,横截面积为0.1m 2,大气压强为5100.1?Pa,求下列情况下缸内气体的压强: (1)汽缸开口向上、竖直放在水平地面上。 (2)拉住活塞将汽缸提起并静止在空中。 (3)将汽缸竖直倒挂。 10、一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置,金属圆板的上表面就是水平的,下表 面就是倾斜的,下表面与水平面的夹角就是θ,圆板的质量就是M.不计圆板与容器内壁的摩擦,若 大气压强为p 0,则被圆板封闭在容器中的气体压强就是多少?

封闭气体压强的计算(附有简单的答案)

封闭气体压强的计算 一、夜体封闭气体压强（一）液柱处于平衡状态 1、计算下图中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银） 2、如右上图所示，在U型管的封闭端A内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A内气体的压强应为下述关系式中的：（） A．p=h2B．p=p0－h1－h2C．p=p0－h2 D．p=p0+h1 3．在两端开口的U型管中灌有密度为ρ的液体，左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内， 如右图所示，处于平衡状态，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为______；左边被封夜柱长度_____。 5、弯曲管子内部注满密度为ρ的水，部分是空气，图中所示的相邻管子液面高度差为h，大气压强为p0，则 图中A点的压强是（） A．ρgh B．p0+ρgh C．p0+2ρgh D．p0+3ρgh （二）液柱处于加速状态 6、小车上固定一截面积为S的一端封闭的均匀玻璃管,管内用长为L的水银柱封住一段气体,如图所示,若大气压强为p0,则小车向左以加速度a运动时,管内气体的压强是_______(水银的密度为ρ). （三）水银槽或深水封闭气体压强 8、 已知：大气压强P0=1atm=76cmHg=105Pa，则：甲、P1＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿乙、P2＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 丙、P3＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、丁P4＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿(甲和丁可用厘米汞柱表示压强) 二、活塞封闭气体压强 9、三个长方体容器中被光滑的活塞封闭一定质量的气体。如图3所示，M为重物质量，F是外力，p0为大气压，S为

活塞面积，G 为活塞重，则压强各为： 10、如图所示，活塞质量为m ，缸套质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S ，则下列说法正确的是( ) (P0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C 、气缸内空气压强为P0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P0+mg/S 11、如图所示，一圆筒形气缸静置于地面上，气缸筒的质量为M ，活塞（连同手柄）的质量为m ，气缸内部的横截面积为S ，大气压强为P 0。现用手握塞手柄缓慢向上提，不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦，若将气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为P 、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F ，则（ ） A ．0,mg P P F mg s =+ = B ．00,()mg P P F P S m M g s =+=++ C ．0,()Mg P P F m M g s =-=+ D ．0,Mg P P F Mg s =-= 12、两个固定不动的圆形气缸a 和b ，横截面积分别为Sa 和Sb （Sa >Sb ），两气缸分别用可在缸内无摩擦滑动的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，两个活塞用一钢性杆连接，如图，设两个气缸中的 气体压强分别为p a 和p b ，则（ ） A ．P a =P b B ．a b a b P P S S = C ．P a S a =P b S b D ．P a S a ＞P b S b 13、如图所示，两端开口的气缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动。面积分别为S 1=20cm 2，S 2=10cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg 的重物C 连接，静止时气缸中的气体温度T 1=600K ，气缸两部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0=1×105Pa ，取g=10m/s 2,缸内气体可看作理想气体。 活塞静止时，求气缸内气体的压强； 参考答案 1、 （1）76 （2）51 （3） （4）51 （5） 101 2、C 3、gh p ρ+0_；不变 4、B 5、C 6、p 0-ρLa 7（1）84 cmHg （2）80 cmHg 8、甲、P ＝56cmHg 乙、P ＝＿×105Pa 丙、P ＝×105Pa 、丁P ＝86cmHg 9、P 0 , P 0+Mg+G/S , P 0+F-G/S 10、C 11、C 12、D 13、 ×105Pa

(完整word版)高三物理专题复习--气体压强的计算

封闭气体压强的计算 （一）、液体封闭的静止容器中气体的压强（液柱类） 1、如图所示，均匀直玻璃管中被水银封闭了一定量气体，试计算封闭气体的压强（水银柱长度为h，大气压强为P0） __________________ _________________ __________________ 2、如图所示，分别求出三种情况下气体的压强（设大气压强为P0 =1x105Pa）。 甲：乙：丙： 3、计算图中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银 —————————————————————————————————— （二）、活塞封闭的静止容器中气体的压强 1、如图，气缸被倒挂在O点，气缸中有被活塞封闭的气体A，已 知活塞的质量为m、横截面积为S、活塞与气缸间光滑接触但不漏 气、大气压为P0，求封闭气体的压强P A。 2、三个长方体容器中被光滑 的活塞封闭一定质量的气 体。如图所示，M为重物质量， F是外力，p0为大气压，S为活 塞面积，G为活塞重，则压强 各为： P0 A h θ h B C h P C S P0S P0S mg P A S A C O

练习 1.如图6-B-6所示，玻璃管中被水银封闭了一定量气体，试计算下列4种情况下封闭气体的压强（水银柱长度图中标出，大气压强为P0，纸面表示竖直平面） 2．如图6-B-7所示，用汞压强计测封闭容中气体压强，大气压强P0=76cmHg，求下列3种情况下封闭气体的压强： （a）图中P A=___________ ；（b）图中P B= ___________；（c）图中P C=_____________。 若大气压强 P0=1x105Pa，求 （a）图中P A=___________ ；（b）图中P B= ___________；（c）图中P C=_____________。 3.如图6-B-8所示，气缸所受重力为1000N、活塞所受重力为100N，横截面积为0.1 m2，大气压为1.0×105Pa，气缸内密闭着一定质量的气体，求图A、B、C 所示三种情况中密闭气体的压强。 4.如图6-B-9所示，玻璃管粗细均匀,图中所示液体都是水银，已知 h1 =10cm、h2 = 5cm，大气压强P0 =76cmHg，纸面表示竖直平面，求下列各图中被封闭气体的压强。 P0 h （1） h P0 （2） h （3） θ h （4） A B C

封闭气体压强计算方法总结

拓展: 气 体 压 强 的 计 算 1 ?气体压强的特点 (1) 气体自重产生的压强一般很小， 可以忽略.但大气压强P 0却是一个较大的数值(大 气层重力 产生)，不能忽略. (2) 密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小 向各个方向传 递. 2.静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 (1)液体封闭的气体的压强 ① 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求 出气体的压强. 例1、如图，玻璃管中灌有水银，管壁摩擦不计，设 位：cm 解析：本题可用静力平衡解决.以图( 2)为例求解 取水银柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程得 所以 P = P o 十 p gh (Pa )或 P = P o + h (cmHg ) 答案：P = P o 十 p gh ( Pa )或 P = P o + h ( cmHg ) 解 (4):对水银柱受力分析(如右图) 沿试管方向由平衡条件可得： pS=poS+mgS in3O 点评：此题虽为热学问题，但典型地体现了力学方法，即：选研究对象，进行受力分析，列 方程. p 0=76cmHg,求圭寸闭气体的压强(单 Ps= P o S + mg ;所以 p= P o S 十 p ghS , P= P o S ghSsin 3O ° =Po+ p hgSin30 S =76+10S in30 (cmHg) =76+5 (cmHg) =81 (cmHg) t mg P = 76cmHg (3) P=66cmHg PS I 0 L -- poS

J 110 \ ? -_ " p o p h A 110 P=86cmHg P=66cmHg 10 I l- P= 96 cmHg p A = P ° + h 2 — h 1 P B = P +h 2 解析：本题可用取等压面的方法解决. 液面A 和气体液面等高，故两液面的压强相等， 答案：P= P o + h 点评：本题事实上是选取 A 以上的水银柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程求出的 关系式： P o + h = P A . 拓展： 则中气体压强：p = p A = P o + h (cmHg ). II 求P A :取液柱h 1为研究对象， 上，液柱h 1静止，则 P °S+p gh 1S=P A S 所以 P A =P O +P gh 1 求p B ：取液柱h 2为研究对象，由于h 2的下端以下液体的对称性， 下端液体自重产生的 任强可不考虑， A 气体压强由液体传递后对 h 2的压力向上， B 气体压力、液柱h 2重力向下, 液往平衡，则P B S+P gh 2S=P A S 所以 P B =P O +P gh 1 一 p gh 2 熟练后，可直接由压强平衡关系写出待测压强，不一定非要从力的平衡方程式找起. 小结：受力分析： 对液柱或固体进行受力分析，当物体平衡时：利用F 合=0,求p 气 注意：（1）正确选取研究对象（2）正确受力分析，别漏画大气压力 ③取等压面法：根据同种液体在同一水平液面压强相等， 在连通器内灵活选取等压面， 由两侧压强相等建立方程求出压强，仍以图 7 - 3为例：求P B 从A 气体下端面作等压面， 则有 P B 十 p gh 2= P A = P °+p gh 1，所以 P B =P °+P gh 1 一 p gh 2. 例3、如图，U 型玻璃管中灌有水银.求圭寸闭气体的压强.设大气压强为P°=76cmHg 、（单位: cm ） 设管截面积为 S ,大气压力和液柱重力向下， A 气体压力向 【例2】在竖直放置的U 为 P o ,各部尺寸如图所示.求 P h h 4 A h 3 i B h 2 t

气体压强的计算(教师版)

气体压强的计算(教师 版) https://www.wendangku.net/doc/4b7925845.html,work Information Technology Company.2020YEAR

气体定律 一、气体压强的计算 （一）水银柱专题 1、一定质量气体状态发生变化时，下列说法中正确的是（ AB ）。 （A）温度和体积发生变化而压强不变 （B）温度和压强发生变化而体积不变 （C）温度发生变化而体积和压强不变 （D）压强发生变化而体积和温度不变 2、一根直玻璃管，用长为10 cm的水银柱封住一段空气柱，外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强，则管子竖直放置、开口向上时，管内空气柱的压强为 cmHg；管子竖直放置、开口向下时，管内空气柱的压强为 cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向下时，管内空气柱的压强为 cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向上时，管内空气柱的压强为 cmHg。 参考答案：86，66，71，81 3、如图所示,水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U形管内都有一段水银柱,封闭端里有一定质量的气体,图(a)中的水银柱长度和图(b)、(c)、(d)中U形管两臂内水银柱高度差均为h=10cm,外界大气压强p0=76cmHg,则四部分气体的压强分别为 p a=________cmHg,p b=__________cmHg,p c=_______cmHg,p d=_________cmHg. 【3】 答案:76,86,66,86 4、如图所示，两端开口的U形管内有两段水柱。AB、CD封 住一段空气柱BC，已知CD高为h1，AB高度差为h2，大气压 强为p0，则（ AB ）。 （A）封闭气体的压强为p0＋h1 （B）封闭气体的压强为p0＋h2 （C）封闭气体的压强为p0＋h1＋h2

高中物理-封闭气体压强的计算

难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. ⑶认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 圭寸闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体圭寸闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析，利用它的受力平衡，求出气体的压强. ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等， 在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出 压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如，图中 同一水平液面C、D处压强相等，则P A= p o + p gh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于该固体 必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固体进行受力分 析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系.

2?加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS— p o S- m (g + a) mg= ma, S为玻璃管横截面积，得p= p o+ S . 3 ?分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小， 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强. 囱口用气体实验定律解题的思路 1 ?基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. □口变质量气体问题的分析方法 这类问题的关键是巧妙地选择研究对象，把变质量转化为定质量问题.常见变质量

(完整版)封闭气体压强计算方法总结

ps p 0s N 81cmHg 10 P= 300 (4) 10 N ps p 0s P= 370 （5） 70cmHg 76cmHg 10 (2) ps p 0s mg N 10 P= (1) p 0s ps mg 10cm 66cmHg mg ps p 0s （3） P= 规律方法 一、气体压强的计算 1．气体压强的特点 （1）气体自重产生的压强一般很小，可以忽略．但大气压强P 0却是一个较大的数值（大气层重力产生），不能忽略． （2）密闭气体对外加压强的传递遵守帕斯卡定律，即外加压强由气体按照原来的大小向各个方向传递． 2．静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 （1）液体封闭的气体的压强 ① 平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． ② 例1、如图，玻璃管中灌有水银，管壁摩擦不计，设p 0=76cmHg,求封闭气体的压强（单位：cm 解析：本题可用静力平衡解决．以图（2）为例求解 取水银柱为研究对象，进行受力分 析，列平衡方程得Ps= P 0S ＋mg ；所以p= P 0S 十ρghS ，所以P ＝P 0十ρgh （Pa ）或P ＝P 0＋h （cmHg ） 答案：P ＝P 0十ρgh （Pa ）或P ＝P 0＋ h （cmHg ） 解(4)：对水银柱受力分析（如右图） 沿试管方向由平衡条件可得： pS=p 0S+mgSin30° P=S ghS S P 0030sin ρ+=p 0+ρhgSin30°=76+10Sin30°(cmHg) =76+5 (cmHg) =81 (cmHg) 点评：此题虽为热学问题，但典型地体现了力学方法，即：选研究对象，进行受力分析，列方程． 拓展： 【例2】在竖直放置的U 形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱．大气压强为P 0，各部尺寸如图所示．求A 、B 气体的压强． 求p A ：取液柱h 1为研究对象，设管截面积为S ，大气压力和液柱重力向下，A 气体压力向上，液柱h 1静止，则 P 0S ＋ρgh 1S=P A S 所以 P A =P 0＋ρgh 1 求 p B ：取液柱h 2为研究对象，由于h 2的下端以下液体的对称性，下端液体自重产生的任强可不考虑，A 气体压强由液体传递后对h 2的压力向上，B 气体压力、液柱h 2重力向下，液往平衡，则P B S ＋ρgh 2S=P A S 所以 P B =P 0＋ρgh 1一ρgh 2 熟练后，可直接由压强平衡关系写出待测压强，不一定非要从力的平衡方程式找起． 小结：受力分析：对液柱或固体进行受力分析,当物体平衡时: 利用F 合=0,求p 气 10 300 N mg PS P 0S h 1Δh h 2 B A

计算气体压强的常用方法

计算气体压强得常用方法 压强、体积与温度就是描述气体状态得三个重要参量。要确定气体得状态,就要知道气体得压强、体积与温度。其中气体压强计算就是这部分知识得重点也就是难点。往往也就是解决问题得关键。下面介绍几种常见气体压强得计算方法。 一、液体封闭得气体得压强计算常用参考液片分析法 计算得方法步骤就是 ①选取假想得一个液体薄片(其自重不计)为研究对象; ②分析液片两侧受力情况,建立力得平衡方法,消去横截面积,得到液片两侧得压强平衡方程; ③解方程,求得气体压强。 例1、如下图所示,粗细均匀得竖直倒置得U形管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1与2,已知,外界大气压强,求空气柱1与2得压强。 解析:设空气柱1与2得压强分别为,选水银柱与下端管内与水银槽内水银面相平得液片a为研究对象,根据帕斯卡定律,气柱1得压强通过水银柱传递到液片a上,同时水银柱由于自重在a处产生得压强为,从而知液片a受到向下得压力为,S为液片a得面积。液片a很薄,自重不计,液片a受到向上得压强就是大气压强通过水银槽中得水银传递到液片a得,故液片a受到向上得压力为。因整个水银柱处于静止状态,故液片a所受上、下压力相等,即,故气柱1得压强为。

通过气柱2上端画等高线AB,则由连通器原理可知:。 再以水银柱得下端面得液片b为研究对象,可求得空气柱2得压强为(与求同理) 。 点评:求静止液体封闭气体得压强时,一般选取最低液面与与气体相关联得液柱为研究对象,进行受力分析,列平衡方程较简单。 二、固体(活塞或汽缸)封闭气体得压强计算常用平衡条件法 对于用固体(如活塞等)封闭在静止容器内得气体,要求气体内得压强,可对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据平衡条件求解。 例2、汽缸截面积为S,质量为m得梯形活塞上面就是水平得,下面与水平方向得夹角为,如下图所示,当活塞上放质量为M得重物而处于静止。设外部大气压为,若活塞与缸壁之间无摩擦。求汽缸中气体得压强。 解析:取活塞与重物为研究对象,进行受力分析:受重力,活塞受到大气竖直向下得压力,同时也受到封闭气体对活塞得推力,方向跟活塞斜面垂直,如下图所示。同时右缸壁对活塞有弹力N作用,方向水平向左,它们处于平衡状态,符合共点力平衡得条件,即合力等于零。

新建-气体压强计算专题

气体压强的计算 （一）气体压强的理解： 1．关于摄氏温度和热力学温度的换算中，下列错误的是： A．10℃等于283K B．升高10℃就是升高283K C．-10℃等于263K D．降低到-10℃就是降低到263K 2．关于密闭容器中气体的压强： A．是由气体受到重力所产生的 B．是由气体分子间的相互作用力（吸引和排斥）产生的 C．是大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的 D．当容器自由下落时将减小为零 4．关于大气压强，下列判断正确的是：] A．是由地球对大气的吸引所产生的 B．方向总是竖直向下的 C．在一定高度内随海拔高度增加而有规律地减小 D．完全是由大气的温度所决定 5．当大气压为76cmHg时，做托里拆利实验，托里拆利管内高出槽内水银面74cm，其原因是： A．托里拆利管的管径太大 B．托里拆利管不是直立的 C．托里拆利管上端有空气 D．由于水银槽内的水银太少 （二）、气体压强计算问题归类例析 （1）、液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h处产生的压强：。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强； 2. 典型例题 例1、如图所示，分别求出三种情况下气体的压强（设大气压强为P0）。

甲：乙：丙： 例2：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 例3、如图4所示，在一端封闭的U形管内，三段水 银柱将空气柱A、B、C封在管中，在竖直放置时， AB两气柱的下表面在同一水平面上，另两端的水银柱 长度分别是h1和h2，外界大气的压强为p0，则A、 B、C三段气体的压强分别是多少？

热学中气体压强的计算方法

热学中气体压强的计算方法 压强是描述气体的状态参量之一。确定气体的压强，往往是解决问题的关键。气体压强的求解，是气体性质这一章的难点，特别是结合力学知识求解气体压强是历年来高考的热点内容。下面不妨介绍三种依据力学规律计算气体压强的方法。 一、参考液片法 1。计算的依据是流体静力学知识 ①液面下h深处由液重产生的压强p=ρgh。这里要注意h为液柱的竖直高度，不一定等于液柱长度。 ②若液面与大气相接触，则液面下h深处的压强为p=p0+ρgh，其中p0为外界大气压。 ③帕斯卡定律（液体传递外加压强的规律）：加在密闭静止液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。此定律也适用于气体。 ④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。计算的方法和步骤 选取一个假想的液体薄片（自重不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两侧的压强平衡方程，解方程，求得气体压强。 例1：如图1所示，左端封闭右端开口的U型管中灌有水银，外界大气压为p0，试求封闭气体A、B的压强。 解：选B部分气体下面的水银面液片a为研究对象。据帕斯卡定律及连通器原理，右端水银柱由于自重产生的压强为ρgh2，压力为ρgh2S，（S为液片面积）经水银传递，到液片a处压力方向向上。同理，外界大气产生压力，经水银传递，到液片a处压力方向也向上，大小为p0S，B部分气体在a处产生的压力方向向下，大小为PBS，由于a液片静止，由平衡原理，有：pBS=ρgh2+p0S，即pB=ρgh2+p0。又取液柱h1下端水银面液片b为研究对象，则有平衡方程为pAS+gh1S=pBS，则pA=pB-ρgh1=p0+ρg（h2-h1）。 二、平衡法 如果要求用固体（如活塞等）封闭在静止容器中的气体压强，应对固体（如活塞等）进行受力分析，然后根据力的平衡条件求解。 例2：一圆形气缸静置在地面上，如图2所示。气缸筒的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，气缸内部横截面积为S，大气压强为p0，现将活塞缓慢上提，求气缸刚离地面时，气缸内气体的压强p。 解法一：先用整体法，选活塞和气缸整体为研究对象。受到向上的拉力F和总重力（M+m）g。由平衡条件：F=（M+m）g ⑴ 再选活塞为研究对象，受力如图3所示：向下重力mg，向下大气压力p0S，向上拉力F，向上气缸内气体

高中物理封闭气体压强的计算

高中物理封闭气体压强 的计算 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1．基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)． (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式． (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定． (4)列出相关方程． 封闭气体压强的计算 1．系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受 力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压 强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强

相等建立方程求出压强．液体内部深度为h 处的总压强p ＝p 0＋ρgh ， 例如，图中同一水平液面C 、D 处压强相等，则p A ＝ p 0＋ρgh . (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于 该固体必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固 体进行受力分析，由平衡条件建立方程来找出气体 压强与其他各力的关系． 2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强． 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS －p 0S －mg ＝ma ，S 为玻璃管横截面积，得p ＝p 0＋ S m （g ＋a ）. 3．分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小，气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等． (2)求解液体内部深度为h 处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强． 用气体实验定律解题的思路

计算气体压强的常用方法

计算气体压强的常用方法 压强、体积和温度是描述气体状态的三个重要参量。要确定气体的状态，就要知道气体的压强、体积和温度。其中气体压强计算是这部分知识的重点也是难点。往往也是解决问题的关键。下面介绍几种常见气体压强的计算方法。 一、液体封闭的气体的压强计算常用参考液片分析法 计算的方法步骤是 ①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象； ②分析液片两侧受力情况，建立力的平衡方法，消去横截面积，得到液片两侧的压强平衡方程； ③解方程，求得气体压强。 例1. 如下图所示，粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2，已知 ，外界大气压强，求空气柱1和2的压强。 解析：设空气柱1和2的压强分别为，选水银柱和下端管内与水银槽内水银面相平的液片a为研究对象，根据帕斯卡定律，气柱1的压强通过水银柱传递到液片a上，同时水银柱由于自重在a处产生的压强为，从而知液片a受到向下的压力为，S为液片a的面积。液片a很薄，自重不计，液片a受到向上的压强是大气压强通过水银槽中的水银传递到液片a的，故液片

a受到向上的压力为。因整个水银柱处于静止状态，故液片a 所受上、下压力相等，即，故气柱1的压强为 。 通过气柱2上端画等高线AB，则由连通器原理可知：。 再以水银柱的下端面的液片b为研究对象，可求得空气柱2的压强为（与求同理） 。 点评：求静止液体封闭气体的压强时，一般选取最低液面和与气体相关联的液柱为研究对象，进行受力分析，列平衡方程较简单。 二、固体（活塞或汽缸）封闭气体的压强计算常用平衡条件法 对于用固体（如活塞等）封闭在静止容器内的气体，要求气体内的压强，可对固体（如活塞等）进行受力分析，然后根据平衡条件求解。 例2. 汽缸截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面与水平方向的夹角为，如下图所示，当活塞上放质量为M的重物而处于静止。设外部大气压为，若活塞与缸壁之间无摩擦。求汽缸中气体的压强。

高中物理-封闭气体压强的计算

学习资料收集于网络，仅供参考 难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. ⑶认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 圭寸闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体圭寸闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析，利用它的受力平衡，求出气体的压强. ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相 等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如，图中同一水平液面C、D处压强相等，则P A= p o + p gh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于该固体 必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固体进行受力分 学习资料收集于网络，仅供参考 jj%珂

析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系. 2?加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS— p o S- m (g + a) mg= ma, S为玻璃管横截面积，得p= p o+ S . 3 ?分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小， 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强. 口口用气体实验定律解题的思路 1 ?基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. □口变质量气体问题的分析方法

高中物理：封闭气体压强的计算

高中物理：封闭气体压 强的计算 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

专题：密闭气体压强的计算 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 = rgh。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处的压强为p = p0 + rgh ③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或 气体）向各个方向传递（注意：适用于密闭静止的液体或气体） ④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、计算的方法步骤（液体密封气体） ①选取假想的一个液体薄片（其自重不计）为研究对象 ②分析液体两侧受力情况，建立力的平衡方程，消去横截面积，得到液片两面侧的 压强平衡方程 ③解方程，求得气体压强 例1 P0，水银的密度为ρ，管中水银柱的长度均为L 。 8 练1：计算图一中各种情况下，被封闭气体的压强。（标准大气压强p0=76cmHg，图中液体为水银

图一 练2、如图二所示，在一端封闭的U形管内，三段水银柱将空气柱 A、B、C封在管中，在竖直放置时，AB两气柱的下表面在同一水平 面上，另两端的水银柱长度分别是h1和h2，外界大气的压强为 p0，则A、B、C三段气体的压强分别是多少 、练3、如图三所示，粗细均匀的竖直倒置的U型管右端封闭，左端 开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知h1=15cm， h2=12cm，外界大气压强p0=76cmHg，求空气柱1和2的压强。 二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强的计算 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 例2 如图四所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A的上表面是

计算气体压强的常用方法

计算气体压强的常用方法 压强、体积与温度就是描述气体状态的三个重要参量。要确定气体的状态,就要知道气体的压强、体积与温度。其中气体压强计算就是这部分知识的重点也就是难点。往往也就是解决问题的关键。下面介绍几种常见气体压强的计算方法。 一、液体封闭的气体的压强计算常用参考液片分析法 计算的方法步骤就是 ①选取假想的一个液体薄片(其自重不计)为研究对象; ②分析液片两侧受力情况,建立力的平衡方法,消去横截面积,得到液片两侧的压强平衡方程; ③解方程,求得气体压强。 例1、如下图所示,粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱1与2,已知,外界大气压强,求空气柱1与2的压强。 解析:设空气柱1与2的压强分别为,选水银柱与下端管内与水银槽内水银面相平的液片a为研究对象,根据帕斯卡定律,气柱1的压强通过水银柱传递到液片a上,同时水银柱由于自重在a处产生的压强为,从而知液片a受到向下的压力为,S为液片a的面积。液片a很薄,自重不计,液片a受到向上的压强就是大气压强通过水银槽中的水银传递到液片a的,故液片a 受到向上的压力为。因整个水银柱处于静止状态,故液片a所受

上、下压力相等,即,故气柱1的压强为 。 通过气柱2上端画等高线AB,则由连通器原理可知:。 再以水银柱的下端面的液片b为研究对象,可求得空气柱2的压强为(与求同理) 。 点评:求静止液体封闭气体的压强时,一般选取最低液面与与气体相关联的液柱为研究对象,进行受力分析,列平衡方程较简单。 二、固体(活塞或汽缸)封闭气体的压强计算常用平衡条件法 对于用固体(如活塞等)封闭在静止容器内的气体,要求气体内的压强,可对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据平衡条件求解。 例2、汽缸截面积为S,质量为m的梯形活塞上面就是水平的,下面与水平方向的夹角为,如下图所示,当活塞上放质量为M的重物而处于静止。设外部大气压为,若活塞与缸壁之间无摩擦。求汽缸中气体的压强。 解析:取活塞与重物为研究对象,进行受力分析:受重力,活塞受到大气竖直向下的压力,同时也受到封闭气体对活塞的推力,方向跟活塞斜面垂直,如下图所示。同时右缸壁对活塞有弹力

重点高中物理封闭气体压强的计算

重点高中物理封闭气体压强的计算

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难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1．基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)． (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式． (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定． (4)列出相关方程． 封闭气体压强的计算 1．系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相 等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方 程求出压强．液体内部深度为h处的总压强p＝p0＋ρgh， 例如，图中同一水平液面C、D处压强相等，则p A＝p0＋ ρgh. (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于该固体 必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固体进行受力分 3

4 析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系． 2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强． 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS －p 0S －mg ＝ma ，S 为玻璃管横截面积，得p ＝p 0＋ S m （g ＋a ）. 3．分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小，气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等． (2)求解液体内部深度为h 处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强． 用气体实验定律解题的思路 1．基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)． (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p 、V 、T 数值或表达式．