玻意耳定律的应用习题课ppt课件.ppt

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1、玻意耳定律的应用,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。,A,B,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:p1V1 p2V2 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,气体实验定律的解题步骤1、选定一定质量的气体2、判断是什么过程(等温、等压、等容)3、分析和确定初末状态4、列方程求解,例1、如图,用一段10cm长的水银柱封闭一段气柱,当玻璃管开口向下竖直放置时,气柱的长度为30cm,(

2、1)若缓慢将玻璃管转成水平,则空气柱的长度为多少(2)若缓慢将玻璃管转成水平方向成30 角,则空气柱的长度为多少?,30,例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?,10cm,A,B,解答 以A中空气柱为研究对象p1p072cmHg,V110S p2p01890cmHg,V2L2S 根据玻意耳定律解得 L28cm A管中水银面上升 x10 L2 2cm 注入水银柱长度 L182x22cm,例3、将一试管

3、管口朝下压入水中,若管内2/3进水,则管内空气的压强为()A.3/2atm B.2/3atm C.2atm D.3atm,B,练习:如图所示,在小车上水平放置一个封有空气的均匀玻璃管,管长60cm,封闭气体的水银柱长15cm,且与管口平齐。外界大气压强为1.0 105Pa,已知水银密度为13.6 103kg/m3。要使空气柱长度为管长的一半,小车的加速度大小应为,方向为。,(1)先以封闭气体为研究对象,p1 1.0 105Pa,l145cm,l230cm,利用玻意耳定律p1V1 p2V2 求出 p2?(p21.5 105Pa p0);,60cm,l2,提示:,例4、一根一端开口,另一端封闭的直

4、玻璃管中有一段水银柱封闭着一部分空气,将玻璃管水平地放桌面上,如右图所示。用手推动玻璃管水平向左匀加速运动,当它开始运动时,水银柱相对于玻璃管()A静止 B向左运动C向右运动 D无法判断,C,例5、竖直插入水银槽中的玻璃管,上端封闭,下端开口,管内外液面高度差为h2,槽外水银面上的管长为h1,如果大气压不变,当将玻璃管缓慢向上提升时(如右图)()Ah2不变Bh2增加Ch2减小D无法判断,c,例6、将一端封闭的玻璃管倒立水银槽内,内封一定质量的气体,如图所示。若将管略压下一些,下述说法正确的是()A.玻璃管内气体体积扩大B.玻璃管内气体体积缩小C.管内外水银面高度差减小D.管内外水银面高度差增大

5、,BC,例7、如右图所示,用一段水银柱将管内气体与外界隔绝,管口朝下竖直放置,今将玻璃管倾斜,下列叙述正确的是()A封闭端内的气体压强增大B封闭端内的气体压强减小C封闭端内的气体体积增大D封闭端内的气体体积减小,AD,例8、将一端封闭的玻璃管倒立水银槽内,内封一定质量的气体,如图所示。若将管以开口端为轴向右旋转一些,下述说法正确的是()A.玻璃管内气体体积扩大B.玻璃管内气体体积缩小C.管内外水银面高度差减小D.管内外水银面高度差增大,BC,例9、一直径为D的气泡从湖底升起,到达水面时直径扩大为2D,设湖水温度均匀,大气压为1.0105Pa,则湖水深度约为()A.20m B.40m C.70m

6、 D.100m,C,例10、一只汽车轮胎,充足气体时的体积是0.8m3,压强是5.7105Pa,装在汽车上后,受到车身的压力而发生形变,体积减小到0.76 m3,若温度保持不变,这时轮胎内气体的压强为_ Pa.,例1、一定质量的理想气体的pV图如右图所示,a、b、c三点所表示的状态温度分别为Ta、Tb、Tc,那么()A.Ta=Tb B.Tb=Tc C.Tc=Ta D.可能TcTa,B,例2、图中的a,b直线,表示一定质量的气体在不同温度情况下发生状态变化的P-图线.则()(A)两次都是等温变化、b的温度较大;(B)两次都是等温变化、a的温度较大;(C)两次都不是等温变化;(D)条件不足,无法判

7、断.,温度高,温度低,P,B,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105Pa的空气250cm3。问:(1)要使药液上方气体的压强为4105Pa,打气筒活塞应打几次?,(2)当A中有4105Pa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,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105Pa)p0(VnV0)=p1V 105(1.5+n250 10-3)=4105 1.5 n=1

8、8(次),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 p1Vp0V 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,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: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p0(VnV0)=p0V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

9、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,问题2、某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7103m3。往桶内倒入4.2 103m3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 104m3,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:设标准大气压为p0,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

10、.25 103m3,则根据玻意耳定律,p0(VN 0.25 103)=4p0V其中V5.7 103_ 4.2 103=1.5 103m3 代入数值,解得 N18(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,4p0Vp 5.7 103 解得 p 1.053p0 p0所以,药液可以全部喷出。,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2S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l010cm。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h6cm为止。求此时左、右两

11、管中气体的压强。已知大气压强p076cmHg,温度不变。,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。,左,右,几何关系:h1 S左 h2 S右 S右2S左 又h1+h2 6cm h1 4cm h2 2cm.玻意耳定律:对左管气体 p1V1 p2V2 76 10S左(p26)(10h1x)S左.对右管气体 p1V1 p2V2 76 10S右 p2(10h2)S右.联立,解得 p295cmHg x 6.5 cm,分析与解答:,l0=10cm,x=?,h1,h2,76cmHg,6cm,练习:一横截面积为S的气缸水平放置,固定不

12、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: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p0,气室1、2的体积分别为V1和V2;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 p0V1=p(V1SdSx)气室2 p0V2p(V2Sx)由(1)和(2)两式解

13、得 x=V2d/(V1+V2)由题意 V1/V23/2,得 x2d/5,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p0,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。,起初 p1 p0,V1lS 隔离活塞(F p2S)p0Sma 而加速度 aF/(Mm)则后来 p2p0MF/(M+m)S,V2 lS 根据玻意耳定律 p1V1 p2V2 代入解得 l,起初,后来,参考解答:,

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