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第六章 气体

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第六章 气体渗流理论

第六章 气体渗流理论

一、平面径向达西稳定渗流
1、物理模型
均质、圆形、等厚地层 中心有一口完善井以定产量生产 边界上有充足的气源供给
供给边界半径re，边界压力pe，井半径rw，井底压力pw， 气层厚度为h
h
第二节 气体稳定渗流理论
一、平面径向达西稳定渗流
2、数学模型（拟压力）
2 0
1 d (r d ) 0
运动方程
3、连续性方程
（与液体渗流“连续性方程”的建立思路完全一样）
（1）稳定流
(vx ) (vy ) (vz ) 0 (V) 0
x
y
z
连续性方程
（2）非稳定流
(vx ) (vy ) (vz ) ()

(V)

k
m 2RT
2P2 y 2
(Vz ) k m 2P2
z
2RT z2
第一节 气体渗流微分方程
三、数学模型



(V )

( Vx
)

( Vy
)

( Vz
)
xyBiblioteka z(Vx ) x
k
m 2RT
2P2 x 2
(V)

利用拟压力的定义，进行方程线性化
油气层渗流力学
Mechanics of the Oil and Gas Flow in Porous Media
第六章 气体渗流理论
第一节 气体渗流微分方程 第二节 气体稳定渗流理论 第三节 气体不稳定渗流理论
关键词：微分方程、拟压力、压力梯度、流速、流量计算
第二节 气体稳定渗流理论
运动方程
连续性方程
第六章 气体渗流理论

第六章 气体渗流理论


PM K P PM K P [ ] [ ] x RTZ ( P ) ( P ) x y RTZ ( P ) ( P ) y
PM K P PM [ ] [ ] z RTZ ( P ) ( P ) z t RTZ ( p )
nRT
RT
m M
RT
V
g PM
⊙对于真实气体：
m
PV ZnRT
g PM
ZRT 1 V 1 1 Z Cg ( )T C V P Z P
v
g a
(比 重)
PM Z a RTa P Z a Ta ZT Pa ZRT Pa M
真实气体
~ P dP C
P1 ~ ~ ~ P1 P2 ~ dP dP P2 P2 ~ P1

g
a
Pa M Z a RTa P ZT

P1
P2
Z a Ta a P dP Pa ZT
PM ZRT Z a Ta Pa
g
P 1 1 Z P [ 2 ] Z ( P ) P Z ( P ) p t
P P C( p ) Z ( P ) t
C( p )p P ( p ) C( p ) P P P [ ] [ ] K Z ( p ) ( p ) t K t Z KZ ( p ) t
P P P P P P P [ ] [ ] [ ] [ ] x Z ( P ) ( P ) x y Z ( P ) ( P ) y z Z ( P ) ( P ) z K t Z
P 1 P P Z P 又 [ ] 2 t Z ( P ) Z ( P ) t Z ( P ) p t
(完整版)第六章气体射流

(完整版)第六章气体射流


6.4 温差或浓差射流
温差（浓差）射流—本身温度（浓度）与周围有差异的射流 射流内边界层 温度内边界层
温度外边界层 射流外边界层
为简化，忽略温度（浓度）与射流速度边界的差
对于温差射流
出口截面与外界温差 轴心与外界温差
T0 T0 Te
Tm Tm Te
截面上某点与外界温差 T T Te
对于浓差射流
Q0v0 r02v02
任意截面动量
R
v2 ydyv
R 2v2 ydy
0
0
动量守恒
r02v02
R 2v2 ydy
0
6.2 圆断面射流的运动分析
根据紊流射流的特征来研究圆断面射流的速度、流量沿 射程的变化规律。
□ 6.2.1 轴心速度vm
方程两端同除 R2vm2 :
r02v02
喷嘴种类
带有收缩口的喷嘴 圆柱形管 带有导板的轴流式风机 带有导板的直角弯管 带有金属网的轴流式风机 收缩极好的平面喷口 平面壁上锐缘狭缝
具有导叶磨圆边口的风道纵向缝
a 0.066 0.08 0.12 0.20 0.24 0.108 0.118
0.155
2α 25o20' 29o00' 44o30' 68o30' 78o40' 29o30' 32o10'
41o20'
喷嘴上装置不同型式的风板栅栏，则出口截面上气流的扰动紊乱程度不同， 因而紊流系数 a 不同。扰动大的紊流系数 a 值增大，扩散角 α 也增大。
◇ 圆断面射流半径沿射程的变化规律
射流半径的沿程变化规律
R r0
3.4
as r0
0.294
第六章气体的一维定常流动知识讲解

第六章气体的一维定常流动知识讲解

工程流体力学
第六章 气体的一维定常流动
第一节 气体一维流动的基本概念
气体的状态方程
T 热力学温度 E 流体的内能 S熵
pp(V,T)
EE(V,T) SS(V,T)
比定容热容和比定压热容
cV 比定容热容 c p 比定压热容 两者的关系 cp cV
热力学过程
等温过程 p2 V1 p1 V2
绝热过程 dQ0
v
A
p dp 2 A dA
p dp
整理并略去二阶以上的无穷小量有
dF
v dv
vAdA v ddpF
dx
vdvdpdF0
A
单位质量流体的损失可以表示为
dF dx v2 A d 2
第七节 实际气体在管道中的定常流动
粘性气体的绝热流动微分关系式可表示为
vdvdpdxv2 0 d2
联立可导出
ddvdA0 v A
能量方程 由热力学
hcpTcR ppcpc pcVp1p
代入 得
v2
h 2 h0
声速公式
p v2 -1 2
h0
c2 v2 -1 2
h0
c
p
RT
完全气体状态方程
RTv2 -1 2
h0
第四节 气流的三种状态和速度系数
滞止状态 ： 气流速度等熵地滞止到零这时的参数称为滞止参数
d 2
0 .025
q m cv c rr 4 2 .86 35 .3 2 3 3 14 1 .80 ks g 76
第六节 喷管流动的计算和分析
缩放喷管
流量
1
qm,crAt212-1 p00
由连续方程求得
A A crccr At Acr v
流体力学第6章气体的一维定常流动

流体力学第6章气体的一维定常流动

临界状态：气体等熵地改变速度到声速时所具有的状态,
ccr ,Tcr , pcr , cr 在等熵流气动函数中令Ma =1可得
Tcr 2
TT 1
pcr pT
2 1
1
1
cr T
2
1
1
三、 最大速度vmax
在等熵条件下温度降到绝对零度时的速度。
vm a x
2R 1
TT
1/ 2
2021/4/10
为了得到定常流动可以设想观察者随波面mn一起以速度c向右运气体相对于观察者定常地从右向左流动经过波面速度由c降为cdv而压强由p升高到pdp密度和温度分别由加到rdr在dt时间内流入和流出该控制面的气体质量应该相等即化简后得由于压缩波很薄作用在该波上的摩擦力可以忽略不计
第六章 气体的一维定常
流动
1
第五章讨论的是不可压缩流体的流动，例如对于液体，即 使在较高的压强下密度的变化也很微小，所以在一般情况下， 可以把液体看成是不可压缩流体。对于气体来说，可压缩的程 度比液体要大得多。但是当气体流动的速度远小于在该气体中 声音传播的速度（即声速）时，密度的变化也很小。例如空气 的速度等于50m/s，这数值比常温20℃下空气中的声速343m/s 要小得多，这时空气密度的相对变化仅百分之一。所以为简化 问题起见，通常也可忽略密度的变化，将密度近似地看作是常 数，即在理论上把气体按不可压缩流体处理。当气体流动的速 度或物体在气体中运动的速度接近甚至超过声速时，如果气体 受到扰动，必然会引起很大的压强变化，以致密度和温度也会 发生显著的变化，气体的流动状态和流动图形都会有根本性的 变化，这时就必须考虑压缩性的影响。气体动力学就是研究可 压缩流体运动规律以及在工程实际中应用的一门科学。本章中 仅主要讨论气体动力学中一些最基本的知识。
第六章 气体射流PPT课件

第六章 气体射流PPT课件


概述
横向动量交换，旋 涡的出现，使之质量交换， 热量交换，浓度交换。而 在这些交换中，由于热量 扩散比动量扩散要快些， 因此温度边界层比速度边 界层发展要快些厚些，如 图 6 一 6a 所示。实线 为速度边界层，虚线为温 度边界层的内外界线。
研究内容
浓度扩散与温度相似。在实 际应用中，为了简化起见，可以 认为，温度、浓度内外的边界与 速度内外的边界相同。于是参数 R 、 Q 、 vm 、 v1、 v2等可 使用前两节所述公式，仅对轴心 温差 △ Tm ，平均温差等沿射程 的变化规律进行讨论。
r0
r0
2、运动特征
轴心速度 最大，从轴心 向边界层边缘， 速度逐渐减小 至零。
距喷嘴距 离越远边界层 厚度越大，而 轴心速度则越 小，也就是速 度分布曲线不 断地扁平化了。
各参数定义
射流各截面上速度分布的 相似性。
3、动力特征
射流中任意点上的静压强均等于 周围气体的压强，即p=0。
各面上所受静压强均相等，x 轴 向外力之和为零。
为②边界层。 显然，射流边界层一方面不断地
向外扩散，带动周围介质进人边界层， 另一方面向射流中心扩展。
只有轴心点上速度为 u0的射流断
面 称为③ 过渡断面或转折断面。
以过渡断面分界，出口断面至 过渡断面称为射流④ 起始段。过 渡断面以后称为射流⑤ 主体段。
起始段射流轴心上速度都为
u0 ，而主体段轴心速度沿 x 方
三、紊流射流的特征
1、几何特征
射流半径和从极点起算的距离成正比， 即 BO =Kx。
扩散角α为一定值，其正切值
式中 K ― 试验系数，对圆断面射流 K=3.4a。
a ― 紊流系数，由实验决定，是表 示射流流动结构的特征系数。
第六章气体的一维定常流动

第六章气体的一维定常流动

0
得
2 p p 0 0 v 1 p 1 0 0
1 1 p 2 p 2 p 0 v 1 RT 01 1 p 1 p 0 0 0
v RT 1 . 4 297 248 . 32 321 . 33 m s cr cr
2

d 0 . 05 q v 2 . 8653 321 . 33 1 . 8076 kg s
2 m cr cr
4
4
第六节 喷管流动的计算和分析
缩放喷管
流量
2 q A m , cr t 1
由（1）、（2）得 流体的体积模量
K
c
d dp
s
声速公式
c＝ K
V dp dp dV d
代入声速公式得
d 1 dp p RT
由等熵过程关系式以及状态方程可得
代入声速公式得
c
p

RT
第一节 气体一维Βιβλιοθήκη 动的基本概念空气 1.4
1 2 1
p 0 0
根据环境压强的变化对收缩喷管的工况作以下分析
( 1 ) p p p p 时，沿喷管各截面的气 流速度都是亚声速， 出口处 Ma 1 ,p p ; amb 0 cr 0 amb
当 p 降低时，速度和流量都 增大，气体在喷管内得 以完全膨胀。 amb ( 2 ) p p p 时，喷管内为亚声速流 ，出口截面的气流 界状态， Ma 1 , amb 0 crp 0
R 287 . 1 J kg K
c 20 . 05T
第六章气体与蒸汽的流动绝热节流过程

第六章气体与蒸汽的流动绝热节流过程


J
T p
h
J 0
等焓线 的斜率
冷效应区（J＞0）：回转曲线与温度轴包围的区域
热效应区（J＜0）：回转曲线以外的区域
三、积分节流特性
➢ 为获得足够大的温降,节流 时往往采取较大的压力降,这 是温度变化叫做积分节流的 温度效应.
➢微分节流与积分节流
①微分产生冷效应J＞0,即节流前气体处于冷效应区,
Mc c a kpv
dA (M 2 1) dc
A
c
dv M 2 dc
v
c
dc dA dv 0 c Av
dA (M 2 1) dc
A
c
连续性方程 管道截面变化 气流速度变化
喷管 dc>0
M<1 dA<0 渐缩
M=1 dA=0 临界截面
M>1 dA>0 渐扩
M<1 M>1 dA<0 dA>0 渐缩渐扩
五、节流过程的应用
➢ 制冷 ➢ 调节功率 ➢ 流体流量测量（孔板流量计） ➢ 利用节流降低工质的压力
节流后工质的做功能力减小
水蒸气节流
例题
3、在蒸汽动力装置中，为了调节输出功率，让从锅炉出 来的压力p1=2.5MPa、温度t1=490C的蒸汽，先经节流 阀，使之压力降为p2=1.5MPa，然后再进入汽轮机定熵 膨胀到40kPa。设环境温度为20 C，求： （1）绝热节流后蒸汽的温度； （2）节流过程的熵变； （3）节流的有效能损失，并将其表示在T-S图上； （4）由于节流使技术功减少了多少？
积分也是冷效应.
②微分产生热效应J<0,即节流前气体处于热效应区,
积分可能是冷效应也可能是热效应.
2a－2c为热效应， 2a －2d为零效应， 2a -2e为冷效应。
流体力学第六章 气体射流

流体力学第六章 气体射流

✓出口断面上紊流强度 ✓出口断面上速度分布的均匀性 ✓喷嘴结构
射流半径沿程的线形增长性。
R = 3.4a( x0 + s)
R
as
=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3.4( + 0.294)
r0
r0
2、运动特征
轴心速度 最大，从轴心 向边界层边缘， 速度逐渐减小 至零。
距喷嘴距 离越远边界层 厚度越大，而 轴心速度则越 小，也就是速 度分布曲线不 断地扁平化了。
在定义上根本不同，不可混淆。
矩形喷嘴运动参数
以上分析出圆断面射流主 体段内运动参数变化规律，这 些规律亦适用于矩形喷嘴。但 要将矩形换算成为流速当量直 径代人进行计算。换算公式按 第四章所述。
五、起始段核心长度 sn及核心 收缩角 θ
【例题6.3】圆射流以Q0=0.55m3/s，从d0=0.3m管嘴
BO 为圆断面射流截面的半径 R， R称为 ⑨ 射流半径。
三、紊流射流的特征
1、几何特征
射流半径和从极点起算的距离成正比， 即 BO =Kx。
扩散角α为一定值，其正切值
式中 K ― 试验系数，对圆断面射流 K = 3.4a 。
a ― 紊流系数，由实验决定，是表 示射流流动结构的特征系数。
紊流系数的影响因素
研究内容
浓度扩散与温度相似。在实 际应用中，为了简化起见，可以 认为，温度、浓度内外的边界与 速度内外的边界相同。于是参数 R 、 Q 、 vm 、 v1、 v2等可 使用前两节所述公式，仅对轴心 温差 △ Tm ，平均温差等沿射程 的变化规律进行讨论。
定义参数：以足标e表示周围气体的符号
截面上温差分布，浓差分布
第二节 圆断面射流的运动分析
一、轴心速度 vm
气体动理论ppt课件

气体动理论ppt课件


一 自由度
kt
1 mv2 2
3 kT 2
v
2 x
v
2 y
v2z
1 v2 3
z
oy
x
1 2
m
v
2 x
1 2
mv2y
1 2
mv2z
1 kT 2
28
第六章 气体动理论
单原子分子平均能量
3 1 kT
2
刚性双原子分子
分子平均平动动能
kt
1 2
mvC2 x
1 2
mvC2 y
1 2
mvC2 z
29
第六章 气体动理论
摩尔热容比
E m i RT M2
dE m i RdT M2
CV ,m
i 2
R
C p,m
i
2 2
R
Cp,m i 2
CV ,m i
36
第六章 气体动理论
7-6 麦克斯韦气体分子速率分布律
一 测定气体分子速率分布的实验
实验装置
接抽气泵
2
l v vl
Hg
金属蒸汽 狭缝
l
显 示
屏
37
第六章 气体动理论 分子速率分布图
12
第六章 气体动理论
二 分子力
现主为要当斥表力 现r； 为当 引r力0r时.，r分0时子，力分主子要力表
F
o
r 109 m, F 0
r0 ~ 1010 m
r0
r
分子力
三 分子热运动的无序性及统计规律
热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停止的
无规运动 . 例 : 常温和常压下的氧分子
v 450m/s ~ 107 m; z ~ 1010次 / s
第六章 气体压缩及动力过程

第六章 气体压缩及动力过程

q2 p q2m q2v q1p q2m q2v
t,p t,m t,v
或
T 2 p T 2m T 2v
T 1p T 1m T 1v
第三节 增压内燃机及其循环
典型的理想循环要损失一部分蕴藏于排气中的能量。
假若使工质由pz一直膨胀到进气压力pa，——继续 膨胀循环。（P92 ）
脉冲涡轮增压
定压涡轮增压
分析：
（1）继续膨胀循环更完善，它在相同的加热量下能 多得一部分功，使ηt提高。
（2）实际上，利用排气涡轮，使工质在涡轮中继续 膨胀作功来实现继续膨胀循环；
（3）压缩过程并不全在气缸内进行，先在增压器中 进行预压缩，从而提高循环的平均压力pt；
所以，继续膨胀循环是对各种废气涡轮增压内燃 机进行热力学分析的基础。
p2
/
n1
p1 n
n n 1
RT1 1
n1
πn
增压比： π p2 / p1
可逆多变压缩：
Wn
n n 1
RT1 1
n1
πn
可逆定温压缩： 可逆绝热压缩：
WT -RT1lnπ
Wn
k k
1
RT1
1
k1
πk
二、活塞式压气机余隙容积的影响
p
活塞运动到上死
32
点位置时，活塞顶 面与气缸盖间留有
Vh
Vc Vh
V4
1 Vc (V4 1) Vh Vc
V
Ve Vh
1
Vc
[
1 n
Vh
1]
设1-2和3-4都
为多变过程，且
n相等，则
1
1
V4 V3
p3 p4
n
p2 p1

【学习】第六章实际气体的性质及热力学一般关系式


RT a p v b v2
范.德瓦尔斯方程
3、临界点C
T 一个交点
三个相等实根
整理课件
实际气体的p-v图
p
C
T Tc Tc
v
整理课件
拐点
p
v
TC
0
2p
v2
TC
0
范.德瓦尔斯方程的定临量界计点算参不数准确
pC
RTC vC b
a vC2
多数物质
ZC
0.23 ~ 0.29
pCpv2TC7ab2TvCCRTC b2782aRb 2vC a3 vC 0 3b Ca点压262v74缩p2 因TRCpT子CC 2v2ZCR CTbCbp3RCTv8RCC6vpTC a4CC 830R0.8337pT5ccvc
第六章 实际气体的性质 及热力学一般关
系式
整理课件
确 u,h,与s 可测参数（p,v,T,cp )之
间的关系，便于编制工质热力性质表。
确定 c p , c v 与 p,v,T 的关系，用以建立
实际气体状态方程。
确定 c p 与 c v 的关系，由易测的 c p 求得 c v 。
热力学微分关系式适用于任何工质，可用 其检验已有图表、状态方程的准确性。
1 8 0 K T 4 8 0 K 0 p 整 理课7 件0 M P a0 1 6 0 0 k g / m 3
§6-5 麦克斯伟关系式和热系数
简单可压缩系统，两个独立变量。
uf(p,v)
uf(T,v)
uf(s,v)
uf(s,p) •••
一些参数（u,h,s等)无法直接测量，必须根 据热力学第一、第二定律建立的热力学参 数间一般函数关系式加以确定。

第六章 气体动理论 (Kinetic theory of gases)

第六章 气体动理论
(Kinetic theory of gases)
从分子热运动观点出发，依赖微观 粒子的力学规律，运用统计方法研究气 体分子热运动的宏观性质和变化规律。 寻求宏观量与微观量之间的关系，揭示 气体宏观热现象及其规律的微观本质。
§ 6 . 1 状态、过程与理想气体 States, Process and Ideal gas
•二、气体的状态参量 State parameter of gas • 把描述系统状态的变量称为状态参量。 状态参量分为宏观量与微观量
1. 宏观量 macro variable 从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。 如 M、V、E 等----可以累加，称为广延量 extensive variable P、T 等----不可累加，称为强度量 intensity variable 2. 微观量 microcosmic variable 描述系统内微观粒子的物理量。 如分子的质量m、 直径 d 、速度 v、动量 p、能量 等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果， 它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。
p nkT
混合气体
n...
p p1 p 2 p 3 ...
• 四、理想气体状态方程
State equation of ideal gas • 1、理想气体：是一种理想化的物理模型。 • 2、理想气体的状态方程：（克拉珀龙方程）
M pV vRT RT M mol
（ =M / Mmol ： 摩尔数）
3、实际气体：压强不太大（与大气压相比），温 度不太低（与室温相比）的条件下，可近似地看成 理想气体。
• 三、平衡态与平衡过程
• Equilibrium state and equilibrium process • 1、平衡态：在没有外界影响的条件下，系统各个 部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。 （系统与外界没有作功或传热等方式的能量交换） • 2、热动平衡：热力学中的平衡是一种热动平衡， 系统的分子作永不停息的热运动，而且因为碰撞， 每个分子的速度经常在变，但是系统的宏观量不 随时间改变。宏观上表现为平衡态。 • 3、平衡态是一个理想化的概念，实际上不存在完 全不受外界影响的系统，也就不存在宏观性质绝 对不变化的系统。
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p1 V2 p 2 V1
或
p1V1 p2V2
3、等温图线：
完成本节课约需 3 课时，第一课时讲解相关知识，第二、三课时讲解习 题目 题课。 （题目由浅入深，建议每课时练习一部分）
第 5 页 共 19 页
【基础类型题】 ： 1． 、 、 是用来描述气体状态的物理量，称为 气体的状态参量。只要其中任何一个状态发生变化，我们就说该气体状态发生了变化。 2． （1）22.4L = （2）75 cm Hg
cm3 =
Pa ；
m3 ；
3．如图所示，在一端开口的粗细均匀的直玻璃管中，用长度为 h 的水银柱封闭一定质量的 气体，设大气压强为 75 cm Hg，下列各种情况中管内封闭气体压强为
pa =
cm Hg， pb
cm Hg， pc
cm Hg 。
4、如图所示，各图活塞质量为 m，横截面积为 S，重物质量为 M，一切摩擦不计，大气压 强为 P0 ，则汽缸内被封闭气体的压强分别为：
d
V S
完成本节课约需 2 课时，第一课时讲解相关知识，第二课时 题 1 页 共 19 页
【基础类型题】 ： 1． 1mol 氢气的分子数为 该现象说明了 3、物质是由 这种无规则运动跟 热现象是 表现。 5．下列现象中说明分子间有引力作用的是（ A．两块很平的玻璃板折叠在一起后很难分开 B．丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引轻小物体 C．用焊锡焊接电路元件 D．磁铁能够吸引小铁钉 6．分子间作用力由引力和斥力两部分组成，则 （ A．引力和斥力是同时存在的 B．引力总是大于斥力，其合力总是表现为引力 C．分子间距离越小，引力越小，斥力越大 D．分子间距离越小，引力越大，斥力越小 【能力提高题】 ： 7．如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端，使玻璃板水平地接触水 面，如果你想玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力 皮筋，原因是水分子与玻璃分子之间存在 作用 的拉力向上拉橡 ） ） 。 分子组成的，这些分子在做 和 的无规则运动， 。 按分子动理论的观点， 剧烈程度的 有关，所以把分子的这种运动叫做热运动。 无规则运动的表现，温度是物体分子 ， 1g 氢气中含 个氢分子。 ， 2． 用显微镜观察悬浮在水中的花粉， 观察到的实验现象是
A 分子 阿伏加德罗常数
内容（课标） 第六章 分子和气体定律 学习水平要求 A 级 1. 理解分子的概念， 理解阿伏加德罗常数的意义， 知道宏观 物体是由大量微观粒子组成的。初步知道大量分子的统计规律。 2. 通过油膜法测分子大小的实验， 认识分子的大小， 感受用 学习目标 宏观实验测量数据微观物理量的方法。 3.通过回顾人类对物质结构的认识，了解现代物理学对物质 结构的认识是建立在严密的实验基础之上的。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P36 教学 重点和难点 重点：建立分子动理论概念。 难点：分子的统计规律和方法。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P36 一、阿伏加得罗常数 A 分子 阿伏加德罗常数
pa =
， pb
，
pc
。
5．一定质量的气体，体积从 8L 等温压缩至 6L，压强增加了 3 104 Pa ，则该气体初态压强 是 A．30K
Pa ，末态压强是 Pa 。
6．气体的温度升高了 30 C ，在热力学温标中，温度的升高量是（ B．91K C．243K D．303K
）
7．一端开口，另一端封闭的玻璃管内用水银封住一定质量的气体，保持温度不变，将管子
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八、查理定律 1、内容：一定质量的气体在体积不变时，它的压强和温度成正比。 2、公式：
N A 6.021023 表示 1mol 纯种物质中所包含的分子数目。
二、布朗运动 用显微镜观察悬浮在水中的花粉 现象：花粉颗粒在不断地做无规则运动； 原因：液体分子在永不停息地做无规则运动。 本节 知识要点 三、分子动理论 内容：物质是又大量的分子组成，这些分子在永不停息地做 无规则运动，温度越高，分子的运动越剧烈。 四、分子间的相互作用力 分子间存在相互作用的引力和斥力。 五、单分子油膜法测算分子的大小
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以封闭端为圆心，从水平位置为逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确 描述气体状态变化的图象是（ ）
8．一根一端封闭的粗细均匀的足够长的细玻璃管，用一段 h 16cm 的水银柱将一部分空气 封闭在细玻璃管里，当玻璃管开口向上竖直放置时，管内空气柱长 L1 15cm ，当时的大气 压强 p0 76cmHg，那么当玻璃管开口向下竖直放置时，管内空气柱的长度为多少？
实验步骤
面上，滴入一滴一滴油酸酒精溶液，待其散开。 3. 用透明方格纸（把方格复印在透明薄膜上） ，测量油膜的 面积。 一滴油酸的体积 V= 油膜面积 S= . .
实验结论
V = . S 测定结果表明，分子直径的数量级是 10-10m。
分子直径 d=
B 气体的压强与体积的关系
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10．1.2 102 kg
11．d 5 1010 m
A 用单分子油膜估测分子的大小
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实验目的 实验器材
估测油酸分子的直径 油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸发皿。 1. 把已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒， 记下滴数， 测量并 计算出每滴溶液中油酸的体积。 2. 在蒸发皿内容盛放一定量的水， 再把痱子粉均匀地洒在水
【能力提高题】 ： 9．在一个标准大气压下，把粗细均匀 玻璃管开口向下竖直地压入水中，管中共有
2 部分 3
充满了水，假设温度不变，则管内空气压强相当于（ ） 2 1 A．3 个大气压强 B．1 个大气压强 C． 个大气压强 D． 个大气压强 3 3 10．在用带有刻度的注射器验证波意耳定律的实验中，实验成功的关键是（ ） A．注射器内封闭气体尽量要多些，且不漏气 B．注射器内封闭气体尽量要少些，且不漏气 C．注射器内封闭气体要适量，且不漏气 D．为减少摩擦，要用适量的润滑油涂抹活塞 11．把 75cm 长、两端开口的细玻璃管竖直放置插入水银槽中，浸没深度为 63cm，然后封 闭上端，再将玻璃管缓慢地竖直提出水银面，管中留有水银柱长为 大气压强为 75 cm Hg） 。 12．如图所示，两端封闭、竖直放置的 U 形管内，有两端水银柱分别隔开 a、b、c 三部分 气体，当两端水银柱都静止不动，且 H h ，a、b、c 三部分气体压强分别是 Pa 、 Pb 、 Pc 时，则（ ）
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）
A．分子力始终变大 B．分子力先增大，再减小，又增大 C．分子力先增大，后减小 D．分子力先减小，后增大 10．教室面积 30m 2 、高 3m，空气的的平均摩尔质量为 29 g mol ，则教室里空 气的质量约为多少千克？
11．将一滴体积为 1 104 cm3 溶液滴在水面上，由于酒精溶于水，而油酸不溶 于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，测得薄层面积为 0.2m 2 ，由此可估算出 油酸的分子直径为多少？
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cm（设
A． pb pa pc
B． pa pb pc
C． pb pc pa
D． pc pb pa
13．如图所示，一根粗细均匀的长玻璃管，当其开口向上竖直放置时，内部一段 20cm 长的水银柱封闭了一段 30cm 长的空气柱，设大气压强为 75 cm Hg，求： （1）将玻璃管缓慢旋转至水平位置时管内空气柱的长度； （2） 将玻璃管缓慢旋转至开口斜向下， 且管与水平线成 30 的位置时管内空气柱的长度；
参考答案 【基础类型题】 ： 1． 6.02 1023 ； 3.01 1023 2．花粉颗粒不断地做无规则运动； 液体分 3．大量；永不停息；温度 5．C 6．A
子在永不停息地做无规则运动 6.02 1023 4．扩散现象；布朗运动；分子；热运动 【能力提高题】 ： 7．大；引力 8．BCD 9．B
实验结论
C 气体的压强与温度的关系
内容（课标） 第六章 分子和气体定律 学习水平要求 B 级 1. 知道热力学温标，理解查理定律。会用实验方法得出体积不变时 一定质量气体压强与温度的关系。 2. 通过实验探究气体的压强与温度的关系，认识研究气体规律的科 学习目标 学方法。 3.通过对绝对零度的发现过程和在向绝对零度逼近的过程中出现的 超导、超流等奇异现象，激发对科学的兴趣。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P40 教学 重点和难点 重点：掌握热力学温标，了解气体的压强与温度的关系。 难点：了解 p-V 图和 p-T 图之间的关系。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P40 C 气体的压强与温度的关系
参考答案 【基础类型题】 ： 1．体积；温度；压强 3．75+h ；75； 75 2． （1） 2.24 104
3 h 2
； 2.24 102
（2） 1.013 105
4． p 0 7．C
( M m) g Mg Mg ； p0 ； p0 S S S
5． 9 104 ； 1.2 105 【能力提高题】 ： 9． A 10．CD
4． 分子动理论的实验基础是
8． 关于布朗运动，下列说法中正确的是 （ B．布朗运动是液体分子做无规则运动的反映 C．悬浮微粒越小，布朗运动越明显 D．液体温度越高，布朗运动越明显
）
A．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子在做无规则运动
9．两个分子从相距很远处相互靠拢到距离很近处的过程中，关于二者中分子 力大小变化的规律，下列说法中正确的是 （
内容（课标）
第六章 分子和气体定律 学习水平要求 B 级
B 气体的压强与体积的关系
1. 理解描述气体的三个状态参量：体积、温度、压强，并能从分子动 理论角度知道温度的微观解释。能通过 DIS 试验采集数据，并对数据进行分 析，得出波意耳定律。掌握波意耳定律，并能对实际应用进行分析 。 学习目标 2.通过实验进一步感受控制变量法，通过描绘 P-V 图等图像，明白利用 图像反映物理规律的方法。 2. 通过大量的实际生活例子，体验波意耳定律在实际生活中的广泛应 用。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P38 教学 重点和难点 重点：了解气体状态参量和实验探究获得波意耳定律。 难点：不同情况下计算气体压强的方法。 出自《物理教学参考资料》 （高中一年级第二学期）P38 六、气体的三个状态参量 1、气体体积：气体分子所能达到的空间范围； 2、温度：热力学温度用字母 T 表示，国际单位是 K，常用温度单位是摄 氏度，用字母 t 表示； 3、气体的压强：容器壁单位面积上所受的压力就是气体的压强。 七、波意耳定律 1、内容：一定质量的气体在温度不变时，压强与体积成反比。 本节 知识要点 2、公式：