玻璃管气体模型

一、识别题眼

U 形管、玻璃管、水银柱、封闭气体、液面高度差、旋转或倒置管子,进入玻璃管气体模型。

第一动作:液柱求压强,气体写状态。

二、两条主线

主线要做什么方程
液柱压强从开口端或已知端沿液柱走向下加 ,向上减
气体状态同一段封闭气体初末对应

等温时:

管横截面积不变时,体积可用气柱长度代替:

三、斜管提醒

斜管中液柱长度为 ,与水平夹角为 ,压强差由竖直高度决定:

不要分解气体压强,气体压强各向同性。

四、典型例题(带答案)

题目:一端封闭的竖直玻璃管内封有气体,水银柱高 ,开口端接大气,外界大气压为 。若封闭气体在水银柱上方,求气体压强。

答案:从开口端水银面向上走到封闭气体端,压强减少

五、压强行走法

玻璃管压强判断可以按“沿液柱行走”处理:

  1. 选一个已知压强端,常为大气压
  2. 沿液柱向下走,压强增加
  3. 沿液柱向上走,压强减少
  4. 到达封闭气体端,得到气体压强。

若用 作单位,可直接用水银柱高度差相加减。

六、典型例题补充(带答案)

例 1:气体在水银柱下方

题目:竖直玻璃管开口端接大气,大气压 ,水银柱高 ,封闭气体在水银柱下方,求气体压强。

答案:从开口端向下走到封闭气体端,压强增加:

例 2:斜管

题目:斜玻璃管中水银柱长 ,与水平夹角 ,对应压强差是多少?

答案

压强差为 ,不能用

例 3:等温变化

题目:封闭气体等温变化,初态压强 、气柱长 ,末态压强 、气柱长 ,横截面积不变,状态方程如何写?

答案

因为 ,横截面积 可约去。

七、教师讲法

玻璃管气体题不要一上来套 。第一步永远是“压强从哪里来”。压强搞错,后面的状态方程全都白搭。

课堂追问:

  1. 液柱向上走压强为什么减小?
  2. 斜管为什么只取竖直高度?
  3. 为什么横截面积不变时可用气柱长度代替体积?
  4. 漏气后还能不能用一定质量气体方程?

八、易错点

  • 液柱压强加减方向反了。
  • 斜管直接用管长,不取竖直高度。
  • 把两段不同封闭气体合成一段写状态方程。
  • 变质量或漏气过程仍套一定质量气体方程。

九、训练小题组(带答案)

1. 竖直液柱压强

题目:大气压为 ,封闭气体在水银柱下方,水银柱高 。求气体压强。

答案:从开口端沿水银柱向下走,压强增加:

2. 斜管高度

题目:水银柱沿斜管长度 ,斜管与水平夹角 。压强差是多少?

答案:只取竖直高度:

压强差为

3. 等温状态方程

题目:一段封闭气体等温变化,初态 、气柱长 ,末态气柱长 。求末态压强。

答案:横截面积不变,体积与长度成正比:

十、关联入口