Question

高中物理（气体压强）

1、如图,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,将管内气体分成两部分。已知L1=2L2,若使两部分气体升高相同的温度,管内水银柱将如何移动?设初始温度相同。

　　剖析: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△P=h,温度升高后,可以先假设体积不变,

我想问的是为什么可以假设体积不变,再用查理定律（体积不是变了吗）

Answer 1

气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的。气体压强与温度和体积有关。温度越高，气体压强越大，反之则气体压强越小。一定质量的物体，体积越小，分子越密集。 　　气体压强公式：PV=NRT，公式的意义及举例！ 　　1．大气压强 　　①大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强地球表面的空气受到重力作用，由此而产生了大气压强．地球上面的空气层密度不是相等的，靠近地表层的空气密度较大，高层的空气稀薄，密度较小．大气压强既然是由空气重力产生的，高度大的地方，它上面空气柱的高度小，密度也小，所以距离地面越高，大气压强越小．通常情况下，在2千米以下，高度每升高12米，大气压强降低1毫米水银柱． 　　②气体和液体都具有流动性，它们的压强有相似之处、大气压向各个方向都有，在同一位置各个方向的大气压强相等.但是由于大气的密度不是均匀的，所以大气压强的计算不能应用液体压强公式． 　　③被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的．它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的． 　　2．大气压产生的原因 　　地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气．它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1000千米，所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样． 　　大气压产生的原因可以从不同的角度来解释．课本中主要提到的是：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．讲得细致一些，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用．单位面积上受到的大气压力，就是大气压强；第二，可以用分子运动的观点解释（分子运动论的知识将来初三会学到）．因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞．每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压．若单位体积中含有的分子数越多，则相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大． 　　利用分子运动论的观点可以解释：为什么大气层不均匀分布，能造成大气压下高上低的现象． 　　3．托里拆利实验 　　托里拆利实验测出了大气压强的具体数值.，在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵管口的手指时，管内水银面下降一些就不再下降，这时管内外水银面的高度差为760mm． 　　管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在．由液体压强的特点可知，水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760毫米水银柱下等高处的压强应是相等的．水银槽液体表面的压强为大气压强，由于玻璃管内水银柱上方是真空的，受不到大气压力的作用，管内的压强只能由760mm高的水银柱产生．因此，大气压强跟760毫米高水银产生的压强相等． 　　通常情况下，表示气体压强的常用单位有帕斯卡、毫米水银柱（毫米汞柱）、厘米水银柱（厘米汞柱）、标准大气压，它们的符号分别是pa、mmhg、cmhg、atm. 　　4．气体压强与体积的关系 　　这里所说的气体压强并不是指大气压强，而是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. 　　5．沸点与大气压的关系 　　实验表明，一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高，同种液体的沸点不是固定不变的．说水的沸点是100℃必须强调是在标准大气压下． 　　由于气压随高度减小，所以水的沸点随高度降低，例如：海拔1000米处水沸点约97℃，3千米处约91℃，在海拔8848米的珠穆朗玛峰顶，水在72℃就可以沸腾，因而在高山上烧饭要用不漏气的高压锅，锅内气压可以高于标准大气压，使水沸点高于100℃，不但饭熟得快，还可以节省燃料．

Answer 2

体积是变了 但温度也变了 2个变量 公式算不出 假设体积不变 套用公式 找矛盾 查理定律指出，一定质量的气体，当其体积一定时，它的压强与热力学温度成正比 所以先假设一下

追问

不懂 ,我看不出来矛盾饿

追答

假设不变的话 求出温度升高时状态量 分析受力 发现平衡 即气柱不移动 但体积变了 说明气柱移动了 这便是矛盾 再算出具体变化数 那段变化量大 力改变就大 即向力小那段气柱移动

Answer 3

气体压强：7.流体流速与压强的关系

Answer 4

这是解题的方法和思路，体积最后肯定要变，但升温后我们可以假定体积不变，然后根据体积不变去求水银柱所受的力，看力是否还平衡，再根据力的大小，判断水银柱的移动方向。
当然这道题也可直接根据体积改变去求，因为不知水银柱向哪个方向动了，咱们可以假设向上（或向下）移动了x，由于玻璃管和水银柱长度不变，所以两段气体的长度和也不变，若L1变为L1+x，则L2变为L2-x，这样可得到体积（设玻璃管横截面积为s），再根据力的平衡可得到x的值，若x>0，则你假设的方向正确，若x<0,则与你假设方向相反。

追问

为什么我们可以"假定"

追答

“假设”是一种解题方法，就像我们做证明题时有直接证明法和反证法一样，先假设正确或错误，然后去验证，关键在于验证的方法及结论。写作文老师还得让写“假如.....我会.....”，当对一道题或一件事情不知道结果时，我们就可以设想一种结果，然后去验证是否正确。

Answer 5

是变了