气体压强与体积的关系 知识点

在这里指一定质量的气体的压强.由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的,因此当其他条件不变的情况下,气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大.在温度不变时,一定质量的气体体积越小,压强越大;体积越大,压强越小。

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“五一”节,小李骑自行车到我市蓝山县参加了“探湘江源头,揽源头胜景”的旅游活动。活动中他经历了停放在烈日下的自行车车胎自己爆裂的事故,小李经分析后猜想一定质量的气体,在体积不变时,气体压强与温度有关。根据猜想小李做了如图所示的探究实验:

烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热,水温上升。每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气此时的压强值。在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,各次测量实验数据记录如下:

气体的温度/℃

20

30

40

50

气体的压强/Pa

1.0×105

1.03×105

1.05×105

1.10×105

  1. (1) 根据小李上述实验过程可知:每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的不变。
  2. (2) 分析上表中实验数据可知,一定质量的气体,在保持不变时,气体的压强随
  3. (3) 在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车轮上喷水,主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。

如图所示为伽利略气体温度计,我们知道:一定质量的气体,在温度升高时体积将会膨胀,若液面由A上升到B,则表示气温(假设外界气压不变)(  )

A . 升高 B . 降低 C . 不变 D . 无法确定
如图所示,往装满CO2的软矿泉水瓶加水,迅速拧紧瓶盖,震荡后CO2溶于水中,生成碳酸,矿泉水瓶变瘪,瓶变瘪表明瓶内气体压强瓶外气体压强(选填“大于”、“等于”、“小于”),而瓶外的气体压强,因此推测瓶内气体压强与反应前相比(后两空选填“变大”、“不变”、“变小”).

生活中处处有物理,小明同学观察到两个生活版中常见的现象:一是喝牛奶时,把吸管吸插入牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出:二是在室温下,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就煤破了.
  1. (1) 如果你是小明,请根据以上现象进行猜想:当气体的体积一定时,气体压强可能与气体的有关
  2. (2) 小明进行了如下实验来研究烧瓶内水而上方的气体压强:

    如图甲,先把细玻璃锌插入装有半瓶水的密闭烧瓶中,然后,从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强(选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到图乙的a处位置.紧接着,小明用手握住烧瓶的瓶颈部分,使瓶内气体的压强增大请在图乙中画出细玻璃内水柱所上升到b处的大致位置;

  3. (3) 控制其它条件相同时,把图的装置从山脚移到山顶,则细玻璃管内的液面将(选填“上升”、“下降”或“不变”),这是由于
取一个空矿泉水瓶,将一段细玻璃管插在矿泉水瓶的盖上(管与盖之间密封),将一个 气球套在玻璃管上,用细线拴住,然后将盖盖在矿泉水瓶上,用嘴吹露在外边的玻璃管,瓶中的气球可能出现什么情况?为什么?

如图所示,小明用仞泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是(   )

A . 潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 B . “浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力 C . “浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出一些 D . 无沦怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时,经常会出现果汁流出断断续续的现象,为避免这种情况发生,打开盖子后,采用图中甲、乙哪种方式倒果汁会更容易?请运用物理知识简要说明原因。

  

盛夏,为了防止爆胎,有经验的司机都不会给车胎充气太足。小李经分析后猜想:一定质量的气体,当气体体积不变时,气体压强与温度有关。接着他利用如图所示装置进行探究。烧瓶的一端连接在压强计上,用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中,给水槽中的水加热。用温度计和压强计同时测量水的温度(即为瓶中密闭气体的温度值)及密闭空气此时的压强值。在每次测量时都使压强计左侧水银面保持在图中A点的位置不变,实验数据记录如下:

气体的温度/℃

20

30

40

50

气体的压强/Pa

1.0×105

1.03×105

1.05×105

1.10×105

①实验中,每次测量时都使压强计左侧水银面保持在图中A点的位置不变,其目的是保持一定质量密闭气体的不变。

②分析上表中实验数据可知:

③因此,夏天载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车轮上喷水是想使轮胎内气体的来减小轮胎内气体的压强,防止爆胎。

小明在学习了大气压的知识后,对气体压强与哪些因素有关作出了猜想,下表是他根据生活现象所做出的猜想。
  1. (1) 请在表格中划线处填上合适的内容。

    序号

    生活现象

    影响因素

    关系

    1

    充气玩具充气过多易爆裂

    质量

    质量增大,压强增大

    2

    吹足气后的气球用力挤压易爆裂

    体积

    体积减小,压强增大

    3

    夏天自行车容易爆胎

    温度

    ,压强增大

  2. (2) 为了研究气体压强与这些因素之间的关系,他做了如下实验:用注射器密封一段空气柱,保证其温度不变化的情况下,研究气体压强与它的体积之间的关系,如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉活塞来改变气体的体积。已知注射器活塞的横截面积为S,(活塞与注射器壁之间的摩擦、活塞重都忽略不计),当地大气压为标准大气压 p0 , 当弹簧测力计的示数为F时,注射器内气体的压强计算表达式为p=

    p(×105Pa)

    1.0

    0.8

    0.5

    0.4

    V(×10-5m3

    1

    1.25

    2

    2.5

  3. (3) 通过实验,他得到了表中一些数据:分析表中数据,可以得出的结论是:在气体不变的条件下
如图-1所示为某同学设计的“天气预报瓶”,图-2为示意图,其中A为开口玻璃管,B为与A连通密闭的空心玻璃球,内装有红墨水,气压的变化会引起A管内的水位变化。一般来说,阴雨天大气压要比晴天低。红墨水滴入后容器中的水都变红,说明了。A管液面明显下降时,说明此时为(选填“阴雨”或“晴”)天;冬天,将瓶子从室外拿到温暖的室内时,A管液面将(选填“上升”、“下降”或“不变”)。

如图(a)所示为某课外小组自制的温度计,瓶子作为液泡装满某种液体,在密封的瓶塞上插上足够长的细管。为了探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关,他们首先选用横截面积为S1的细管进行实验,把液泡浸没在不同温度的水中,如图(b)所示,并将数据记录在表一中。然后换用横截面积为S2的细管重复实验,将数据记录在表二中。(已知S1> S2

表一   横截面积S1

序号

温度

液柱高度h(cm)

温度变化量Δt(℃)

液柱高度的变化量Δh(cm)

1

0

5

10

2

2

10

7

3

20

9

20

4

4

40

13

5

60

17

40

8

6

100

25

表二   横截面积S2

序号

温度

液柱高度h(cm)

温度变化量Δt(℃)

液柱高度的变化量Δh(cm)

7

0

6

5

1.5

8

5

7.5

9

10

9

20

6

10

30

15

11

60

24

30

9

12

90

33

  1. (1) 分析比较实验序号的数据及相关条件,可得出的初步结论是:同一液泡,t相同时,S越小,h越大。
  2. (2) 分析比较表一(或表二)中液柱高度h和温度t的数据及相关条件,可得出的 初步结论是:
  3. (3) 接着该小组又研究了表一(或表二)中液柱高度变化量Δh和温度变化量Δt 的关系,可归纳得到结论:
短文,回答问题:

2020新春之际,新冠病毒肆虐全球,在中国共.产.党的领导下,全国人民万众一心,科学防治,已经取得了阶段性的胜利,但目前的防控任务仍很艰巨。新型冠状病毒传染性强,对人体危害重,救治难度大。它主要通过人体接触和空气传播,所以,同学们要戴好口罩和手套,做到不聚集、不扎堆、勤洗手,听从防疫人员的指挥和安排,保护好自己就是对国家做贡献。

如图所示的“负压病房”在抗击新冠肺炎疫情中发挥了重要作用。所谓“负压病房”是指病房内的气压低于病房外的气压。这样既能保证向室内提供新鲜空气,还能在特殊装置下,实现将病房内被污染的空气通过专门通道排放到固定地方进行无害化处理,避免医护人员交互感染,为防控提供了最“硬核”的支撑。

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  1. (1) 病毒可通过空气传播。当人呼气时胸部收缩,肺的容积减小,肺内含病毒的空气压强(选填“增大”、“减小”、“不变”),然后就经气管、鼻腔排出体外,病人咳嗽、打喷嚏时,病原体以飞沫形式从病人口中排出后会继续飞行1—2米,是因为飞沫具有
  2. (2) 下列处于“负压”状态的是________;
    A . 漏气的气球 B . 烧煮中的高压锅 C . 吸饮料过程中的吸管 D . 高空飞行中的飞机机舱
  3. (3) 如图所示为了应对新型冠状病毒肺炎,防疫人员将消毒液喷洒在室外的楼道、走廊里,不一会儿室内也闻到了消毒水的气味,这是现象,这种现象说明分子在

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小明的妈妈煮菜时需要蛋黄,妈妈将鸡蛋轻磕碗的边缘,蛋壳就裂了,这是由于碗的边缘小,增大了对蛋壳的压强,接着妈妈拿一个空矿泉水瓶对准蛋黄上方,如图所示,挤压瓶子放手后,蛋黄自己“跑进”瓶内,小明用所学物理知识解释:挤压空矿泉水瓶时排出瓶内部分空气,放手后瓶内气压(选填“大于”或“小于”)外界大气压,蛋黄自己“跑进”瓶子。

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在铁桶内放入少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶就变扁了。请用我们学过的物理知识解释这一现象。
生活中处处有物理,在玩中常会无意识的涉及到许多物理知识。以下两个现象可能你都尝试或观察过。

现象一:喝牛奶时,把吸管插人牛奶盒中往里吹气,迅速放开,牛奶从吸管喷出;

现象二:在室温下,把吹鼓的气球放在火炉附近,过一会儿,气球就爆破了;

  1. (1) 由以上现象进行猜想:当气体的体积一定时,气体压强可能与气体的有关;
  2. (2) 设计实验如图甲所示,把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中:

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    从细管上端往烧瓶里吹气,此时瓶内气体压强(选填“增大”、“减小”或“不变”);迅速放开,观察到细玻璃管内水柱上升到a处(如图乙所示)。

  3. (3) 接着用手握住烧瓶的瓶颈部分,使瓶內气体的压强增大,请您在图中画出細玻璃管内水柱所上升到b处的大致位置;
  4. (4) 控制其他条件相同时,换用内径不同的细玻璃管进行上述实验,则管内水柱上升的高度(选填“相同”或“不同”);
  5. (5) 控制其他条件相同时,把该装置从山脚移到山顶,则细玻璃管内的液面将(选填“上升”、“下降”或“不变”);这是由于
如图所示,烧瓶中的水刚停止沸腾,现将注射器的活塞向外拉,观察到的现象是,这个现象说明水的沸点与有关;若倒置,应在瓶底浇水(冷/热),才能使烧瓶中的水重新沸腾。

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如图所示是一个伽利略气体温度计模型,由长管的球形瓶倒插在装有红色液体的容器中,当外界温度降低时,不考虑外界大气压的变化,下列说法正确的是(   )

A . 管中液面将上升 B . 容器底上表面A点受到的压强变小 C . 球形瓶内气体的压强变大 D . 球形瓶中气体压强的变化量大于容器中液体对容器底压强的变化量
“五一”节期间,小李与同学一起骑自行车环绕美丽的滇池骑行游玩。活动中他停放在烈日下的自行车车胎自己发生爆胎现象。小李与同学们很好奇气体压强大小与什么因素有关?回到学校和同学们展开了科学探究活动:

【提出问题】气体压强的大小可能与什么因素有关呢?

【猜想与假设】

猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,这样就在注射器内封住了一定质量的空气,当压活塞使筒内空气体积缩小时,手指会感到很费力。由此可猜想气体压强的大小可能与体积有关;

猜想二:生活中,自行车轮胎在夏天烈日下容易爆胎。据此可猜想气体压强的大小可能跟有关。

【设计实验】

为了验证猜想一,用一个带有刻度的注射器封闭一定质量的气体,气体的体积可直接读出,气体的压强由图中压强传感器和计算机辅助系统得出(如图所示)。

【进行实验与收集证据】

⑴实验中应保持环境不变且注射器管壁导热性能良好;

⑵缓慢推动话塞到某一位置,从注射器的刻度上读出值,待压强传感器示数稳定后读出压强值。继续缓慢推动活塞,得到多组实验数据如下表。

实验序号

1

2

3

4

5

气体的体积V(

50

40

34

30

26

气体的压强p(

1.01

1.26

1.49

1.68

1.94

压强与体积的成绩

50.5

50.4

50.66

50.4

50.44

【分析与论证】

分析表中实验数据,可以初步得出的结论:一定质量的气体,在温度一定时,压强与体积成关系。

【拓展应用】

⑴打气筒是人们生活中常用的工具,当打气筒的导气管被堵塞时,我们会感到向下压活塞特别费力。这是因为筒内封闭一定质量的空气,当向下压缩时,气体的体积越,压强越(均选填“大”或“小”);

⑵在炎热的夏天,载重汽车在盘山公路下坡行驶时,要不断往车上喷水,主要是通过水蒸发吸热使轮胎内气体的温度降低,来轮胎内气体的压强,防止爆胎。

小李同学尝试利用注射器、弹簧测力计和刻度尺粗测本地的大气压值。他先将注射器内吸满水,小孔向上竖直放置,再将活塞由下至上推到注射器筒的底端,之后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样操作是为了

完成了上述操作后,如图所示,他水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下了弹簧测力计示数为F,并用刻度尺测出注射器筒刻度部分的全部长度为L,已知注射器的容积为V,则本地大气压强的大小可表示为。测量结束后,老师告诉他这样测量可能会导致测量值偏大,你认为其原因是

保温瓶中热水不满而盖紧瓶塞,过一段时间,瓶塞不易拔出.此现象表明:体积一定时气体的温度,气体的压强.假定外界大气压为1.0×105pa,瓶口的截面积为10cm2 , 拔出瓶塞至少需要的力是20N,则瓶内气体的压强是Pa.
小亚同学非常热爱体育锻炼,特别喜欢打篮球,下面有关篮球运动中的物理知识描述不正确的是(   )
A . 篮球表面有凹凸不平的小颗粒可以增大手持球时的摩擦力 B . 往篮球气孔中打气,篮球内的气体压强增大 C . 投篮时,篮球离开手掌后还会继续向前运动是因为篮球具有惯性 D . 运球时,篮球与地面接触过程中,篮球有形变,水泥地板没有发生形变