高中物理備課參考?xì)怏w的等溫變化氣體的等容變化和等壓變化

1、第八章第1、2節(jié) 氣體的等溫變化氣體的等容變化和等壓變化要點(diǎn)精講.氣體的等容變化:（1）等容變化：當(dāng)體積（V）保持不變時(shí),壓強(qiáng)（p）和溫度（T）之間的關(guān)系。（2）查理定律：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度每升高（或降低）1 C,增加（或減少）的壓強(qiáng)等于它0c時(shí)壓強(qiáng)的1/273 .或一定質(zhì)量的某種氣體，在體積保持不變的情況下，壓弓Up與熱力學(xué)溫度T成正比.（3）公式:（4）查理定律的微觀解釋：一定質(zhì)量（m）的氣體的總、分子數(shù)（N）是一定的，體積（V）保持不變時(shí)，其單位體積 內(nèi)的分子數(shù)（n）也保持不變，當(dāng)溫度（T）升高時(shí)，其分子運(yùn)動(dòng)的平均速率（ v）也增大, 則氣體壓強(qiáng)（p）也增大；反之當(dāng)

2、溫度（T）降低時(shí)，氣體壓強(qiáng)（p）也減小。這與查理定律 的結(jié)論一致。.氣體的等壓變化：（1）等壓變化：當(dāng)壓強(qiáng)（p）保持不變時(shí)，體積（V）和溫度（T）之間的關(guān)系.（2）蓋呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，溫度每升高（或降低）1C,增加（或減少）的體積等于它0 c時(shí)體積的1/273 .或一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)p保持不變的情況下，體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.（3）公式:（4）蓋呂薩克定律的微觀解釋：一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N）是一定的，要保持壓強(qiáng)（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時(shí)，全體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率v會(huì)增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n） 一定要減?。ǚ駝t壓強(qiáng)不可能不變），

3、因此氣體體積（V） 一定增大；反之當(dāng)溫度降低時(shí)，同理可推出 氣體體積一定減小.氣態(tài)方程定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)、體積的乘積與熱力學(xué)溫度的比值是一個(gè)常數(shù)。P2V2 = PM = nRT1n為氣體的摩爾數(shù)，R為普適氣體恒量典型例題【例1】要求瓶?jī)?nèi)氫氣在 500c時(shí)的壓強(qiáng)不超過1atm,則在20c時(shí)對(duì)瓶子充氣時(shí)，瓶 內(nèi)壓強(qiáng)最多為多少？瓶子的熱膨脹不計(jì)?！窘馕觥坎挥?jì)瓶子熱膨脹，充入瓶?jī)?nèi)的氫氣經(jīng)歷的是一個(gè)等容變化?！窘狻恳猿淙肫?jī)?nèi)氫氣為研究對(duì)象，它在 20c和500c時(shí)的狀態(tài)參量為：溫度 T1= (273+20) k=293k,壓強(qiáng) p1 = ?溫度 T2= (273+500) k=773k,壓強(qiáng) p2=

4、1atm。根據(jù)查理定律包春可得工 293p1M 不1 Pm = X latm = 0.38atmJ J 0也就是說，瓶?jī)?nèi)氫氣在 20 c時(shí)充氣的最大壓強(qiáng)為 0.38atm?！纠?】一根兩端封閉，粗細(xì)均勻的玻璃管，內(nèi)有一小段水銀柱把管內(nèi)空氣柱分成a、b兩部分，傾斜放置時(shí)，上、下兩段空氣柱長度之比柱將如何移動(dòng)?*=2 (圖。.當(dāng)兩部分氣體的溫度同時(shí)升高時(shí),水銀【解析】溫度升高、Hg移動(dòng)時(shí)，兩部分空氣的三個(gè)狀態(tài)參量 (T、p、V)都會(huì)發(fā)生變化, 且雙方互相牽制，將給判斷帶來很大困難。為此，可作一設(shè)想，即先假設(shè)溫度升高時(shí)水銀柱不動(dòng)，兩部分氣體發(fā)生等容變化。然后比較它們壓強(qiáng)的變化量，水銀柱應(yīng)朝著壓強(qiáng)變化

5、量較小的那一方移動(dòng)?！窘狻?1)公式法：兩部分氣體作等容變化前后的狀態(tài)參量如下:狀態(tài)ab壓強(qiáng)t國W)溫度* K)壓超溫度t K)初宓及玲/ ap b對(duì)兩部分氣分別運(yùn)用查理定律:分別得壓強(qiáng)的增量:T工 Pi由于原來兩部分氣體的壓強(qiáng)pbPa,所以由上式知pbPa,即溫度升高時(shí)下部氣體壓強(qiáng)的增量較大，水銀柱將向上移。圖2（2）圖象法：作出上、下兩部分氣體的等容線（圖 2）。由于原來下部壓強(qiáng)大于上部壓強(qiáng)，即pbPa,因此下部氣體等容線的斜率較大。溫度升高AT后由圖象知下部氣體的壓強(qiáng)變化量也較大，即pbA Pa.所以水銀柱將向上移動(dòng)?！菊f明】還可作進(jìn)一步研究。若使管中水銀柱長l ,傾角0 ,則開始時(shí)由壓強(qiáng)平衡條件知：pb=Pa+Lsin 0PlLsm 6當(dāng)口日 VBC. VAp1,據(jù)玻意耳定律得 V2VVI?；蚋鶕?jù)壓強(qiáng)的決定因 素判定一一溫度相同時(shí)，分子的平均動(dòng)能相同， 壓強(qiáng)大時(shí)對(duì)應(yīng)的分子密度必較大，表示體積較小，所以V2VV1。P T 工 T 國3(2)比較同樣壓強(qiáng)下的溫度如圖3所示，在同一壓強(qiáng) p時(shí)，