(2008?青岛)进一步探究:晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:如图,将托
(2008?青岛)进一步探究:晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源源不断地从同一高...
(2008?青岛)进一步探究:晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上,发现天平指针偏转并保持一定角度,左盘受到一个持续的压力.容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似.可见,容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力,而______面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强.(1)上述过程中运用的科学方法主要有______法.(2)气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢?①晓丽对该问题进行了如下简化:a、容器为长方体;b、容器中的气体分子不发生相互碰撞;c、容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞;d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v;e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞(详见②中“c”).②已知每个气体分子的质量为m,单位体积中的气体分子个数为n0.晓丽推导出了气体分子的数学表达式.她的推导过程如下:(请将推导过程填写完整)a、单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n=______;b、△t时间内垂直碰撞到某一器壁△S面积上的平均分子数△N=______;c、由于是完全碰撞,因此△S面积上所受的平均压力F与△t的乘积为:F△t=△N?2mv;d、气体分子对器壁的压强公式为:P=______.
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容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力,而单位面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强;
(1)上述实验过程中,把气体分子运动与绿豆运动类比,运用的是类比法;
(2)a、由题知,单位体积中的气体分子个数为n0,容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞,则单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数为
;
b、由题知,单位体积中的气体分子个数为n0,△t时间内气体分子走过的长度L=v△t,在长度为L、底面积为△S的长方体体积是v△S△t,包含的气体分子数为n0v△t△s,在△t时间内撞击器壁气体分子数:
△N=
n0v△t△s;
d、由c知道,F△t=△N?2mv=
n0v△t△s2mv=
n0v△t△smv,
∴F=
n0v△smv,
气体分子对器壁的压强:
p=
=
=
n0vmv=
n0mv2.
故答案为:单位,类比,
,
n0v△t△s,
n0mv2
(1)上述实验过程中,把气体分子运动与绿豆运动类比,运用的是类比法;
(2)a、由题知,单位体积中的气体分子个数为n0,容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞,则单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数为
n0 |
6 |
b、由题知,单位体积中的气体分子个数为n0,△t时间内气体分子走过的长度L=v△t,在长度为L、底面积为△S的长方体体积是v△S△t,包含的气体分子数为n0v△t△s,在△t时间内撞击器壁气体分子数:
△N=
1 |
6 |
d、由c知道,F△t=△N?2mv=
1 |
6 |
1 |
3 |
∴F=
1 |
3 |
气体分子对器壁的压强:
p=
F |
△s |
| ||
△s |
1 |
3 |
1 |
3 |
故答案为:单位,类比,
n0 |
6 |
1 |
6 |
1 |
3 |
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