高中物理氣體的等容變化和等壓變化

1、高中物理氣體的等容變化和等壓變化要點指南1.應(yīng)用氣體定律解決關(guān)于氣體狀態(tài)變化的問題時，與應(yīng)用廣義語定律一樣，首先要確定某一氣體的一部分作為研究對象，然后分析該部分氣體狀態(tài)的變化過程，確定變化過程的初步、最終狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)氣體狀態(tài)的變化選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)律，建立各參數(shù)之間的關(guān)系，了解必要的參數(shù)。2.查理定律和蓋魯薩克定律以及前一節(jié)學(xué)的玻意耳定律都是實驗定律，在壓力不太大、溫度不太低的情況下，通過實驗總結(jié)。這三個實驗規(guī)律不適用于壓力很大、溫度很低的情況。在一般計算中，在幾個大氣壓下，攝氏零下幾十度的壓力不會太大，溫度也不會太低。3.可以用圖中所示的圖像描述氣體的等壓力變化過程。氣體從狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)b時，

2、體積v與攝氏度t呈線性關(guān)系，體積v與熱力學(xué)溫度t成正比。V0為0 時氣體的體積。4.氣體的等容變過程可以用圖中顯示的圖像來描述。氣體從狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)b時，壓力p與攝氏度t呈線性關(guān)系，壓力p與熱力學(xué)溫度t成正比。攝氏0 相當(dāng)于熱力學(xué)溫度273.15K，在計算中通常計算為273K，P0為0 時氣體的壓力。5.查理定律的內(nèi)容是，在一定質(zhì)量的某種氣體體積保持不變的情況下，壓力p與熱力學(xué)溫度t成正比，也就是說。體積v保持不變的情況下，熱力學(xué)溫度從T1變化到T2，壓力從P1變化到p2，Charlie的定律可以表示如下：6.格魯薩克定律的內(nèi)容是，在一定質(zhì)量的某種氣體保持壓力不變的情況下體積v與熱力學(xué)溫度t成

3、正比，即。當(dāng)特定質(zhì)量的氣體保持體積p的同時，熱力學(xué)溫度從T1變化到T2，體積從v1變化到v2，蓋魯薩克定律可以表示如下：這門課學(xué)習(xí)教材第二節(jié)的內(nèi)容。主要要求包括：理解氣體的等容變化和等壓變化過程，理解氣體p-T，v-T圖像的物理意義，查理定律和蓋魯薩克定律將解決相關(guān)問題。知道氣體實驗定律的適用范圍。樣本分析示例1圓柱上的活塞封閉一定質(zhì)量的空氣，從狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)b的壓力強p和溫度t的關(guān)系如圖所示()A.增加B.減少C.不變D.無法判斷分析：顯示，當(dāng)氣體從a變更為b時，AB連接了座標(biāo)原點。也就是說，壓力p與熱力學(xué)溫度t成正比，因此是各向同性變化，體積始終保持不變。此問題的正確選項是：C。擴展：物理

4、學(xué)可以利用圖像分析物理過程中物理量的變化關(guān)系，也可以利用圖像說明物理量的變化關(guān)系。也就是說，圖像可以作為一種表達(dá)方式使用，這個問題的圖像給我們信息，要學(xué)會在圖片中找到已知的條件。如果p-T圖像顯示在圖中，則氣體發(fā)生等壓變化，按照蓋魯薩克定律，氣體壓力不變時溫度上升，體積增加。答案是a。例2如圖所示，頂部開口處有足夠的玻璃管，玻璃管中用h=10cm厘米的水銀柱封閉了氣體段，溫度為27 ，那么氣體的長度為l=20cm厘米。現(xiàn)在把煤氣加熱，讓水銀柱上升到5厘米，此時求出玻璃管的氣體溫度。(大氣壓p0=76cmHg設(shè)置)分析：根據(jù)疑問，玻璃管中的氣體會發(fā)生等壓變化。初始狀態(tài)：其中s是玻璃管剖面格魯薩克

5、定律如下：替代數(shù)據(jù)解決方案：T2=375K，即102c擴展：確定研究對象，然后分析這部分氣體狀態(tài)變化過程，確定變化過程的初始和最終狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)氣體狀態(tài)變化選擇相應(yīng)的規(guī)律，建立各參數(shù)之間的關(guān)系，是解決氣體狀態(tài)變化問題的基本思路。加熱的同時，繼續(xù)注入水銀，使氣體的長度l保持不變，那么在溫度上升到375K的過程中，需要注入多少水銀呢？分析：此過程是等效變形。初始狀態(tài)：上次狀態(tài)：T2=375K根據(jù)查理定律：數(shù)據(jù)替換解決方案：H1=21.5cm厘米范例3 .如圖所示，兩個容器a和b的體積不同，內(nèi)部含有氣體，中間用管子連接，管子里有一個小水銀柱，分隔氣體的一部分。當(dāng)a的氣體溫度為tA=27，b的氣體溫度

6、為TB=7 時，水銀柱保持在管道的中心。如果把氣體的兩個部分加熱，把他們的溫度提高10 ，水銀柱會移動嗎？要移動，請向哪個方向移動？分析：這個問題涉及兩部分氣體，水銀柱的移動是由兩部分氣體的壓力差決定的。首先，可以假定水銀柱沒有移動，a，b氣體都產(chǎn)生等容量變化，跟著壓力變化。示例：示例：(1)范例b:范例：(2)比較(1)，(2)PA=PB，所以，水銀股向a移動延伸：圖兩端封閉的垂直放置的管子有一個水銀柱，將管道中的空氣分成兩部分，氣體溫度相同，水銀柱固定?，F(xiàn)在保持管垂直，兩部分的空氣同時升高相同的溫度。問：管中的水銀柱如何移動？分析：這個問題可能假設(shè)水銀柱沒有移動，氣體的兩個部分都會產(chǎn)生等用

7、變化。示例：示例：(1)范例b:范例：(2)比較(1)、(2)、所以：水銀柱向上移動。例4:放置在空氣中的敞開式瓶子，溫度為27 。加熱瓶子，瓶子里的空氣就會加熱膨脹，排出一些空氣。瓶子的空氣溫度上升到57 時，瓶子剩下空氣的質(zhì)量是多少分之一？分析：這個問題看起來好像瓶子里空氣的質(zhì)量發(fā)生了變化，但是如果一起考慮瓶子外排出的氣體，仍然是特定質(zhì)量的問題，可以用氣體定律解決。如圖所示：因為瓶子一直開著，空氣的壓力不變。設(shè)定容積v0，設(shè)定加熱后排出的空氣容積v。T1=27 273=300K，v1=v 0；T2=57 273=330K，v2=v0 v根據(jù)等壓變化，蓋魯薩克定律如下：，替代數(shù)據(jù)解決方案：所

8、以瓶子里剩下的空氣質(zhì)量是原件。能力培訓(xùn)1.對于特定質(zhì)量的氣體，以下選項之一是()A.保持溫度不變，體積越小，壓力越大B.保持體積不變，溫度越高，壓力越大C.保持壓力恒定，體積越小，溫度越高D.保持溫度不變，尺寸越小，內(nèi)部能量越多2.密封在氣瓶里，溫度升高，以下陳述是正確的(忽略容器膨脹) ()A.密度恒定，壓力增加B.密度不變，壓力減小C.壓力保持不變，密度增加D.壓力不變，密度減少3.如圖所示，從氣缸到活塞關(guān)閉一定質(zhì)量的氣體，不管活塞和氣缸壁之間的摩擦，都不泄漏，用繩子將活塞掛在天花板上，使氣缸懸浮在空中。大氣壓力恒定，溫度下降到一定值，此時與原來相比()A.繩子張力保持不變B.汽缸里的氣體

9、壓力變小了C.繩子張力變大D.汽缸里的氣體體積變小4.如圖所示，注射器前端的小孔用橡膠帽堵住，用活塞將空氣的一部分密封在注射器上，將注射器垂直放入熱水后，不管摩擦如何，以下說法都是正確的A.氣體壓力保持不變B.氣體溫度上升C.增加氣體壓力D.活塞向上移動5.在下圖中，正確說明了以下規(guī)則：p表示壓力，v表示體積，t表示熱力學(xué)溫度，t表示攝氏度，在每個圖中，特定質(zhì)量氣體的等壓力變化規(guī)律()6.如圖所示，AC和BD是兩個雙曲線，相等質(zhì)量的相同理想氣體的兩個等溫線，橫軸的平行線(0，P1)點，縱軸的平行線(V1，0)點，圖形直線和a，b，c，d 4點，已知線段A.ta=3tbB.Tb=3TaC.PD=

10、3scD.va=3vb7.家用白熾燈泡充氬，燈泡發(fā)光期間燈泡的平均氣體溫度為137 ，燈泡的氣壓超過1.2大氣壓燈泡，室溫(可視為27 )下燈泡充氬的壓力不應(yīng)超過多少？8.圖中，圓形管描述符為真空，將彈簧綁在上部，將活塞掛在彈簧下面，阻止活塞和設(shè)備壁之間的摩擦?；钊佑|地面時，活塞的重力與彈簧的彈性完全一致，活塞下用T1填充熱量的氣體種類為h米，氣體柱的高度為h米，氣體溫度上升到T2時氣體高度為h2=？(使全過程彈簧處于伸長狀態(tài))9.容器中的氣體體積為410-3m3，壓力為2.0105Pa，溫度為300K。首先使氣體變等容，壓力增加兩倍，然后使氣體變等溫值，壓力再降低到原來的值，在氣體最后的狀

11、態(tài)下求出體積和溫度。10.有真空容器，溫度為0 時容器內(nèi)的氣壓為10-8波。估算容器中1厘米3氣體中的分子數(shù)。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1105pa，阿伏伽德羅常數(shù)N=61023 arm-1，標(biāo)準(zhǔn)1摩爾氣體的體積估計為22.4升11.如圖所示，裝水的燒杯固定在鐵架上，將帶刻度的注射器的一部分垂直裝在密封的空氣中，將密封的空氣浸入水中，然后加熱到燒杯底部，將溫度計插入燒杯的水中，就可以測量水的溫度，利用這個裝置研究氣體體積和溫度與壓力沒有變化的關(guān)系的方法。(1)創(chuàng)建操作步驟：(2)根據(jù)要測量的物理量設(shè)計記錄數(shù)據(jù)的表格提高質(zhì)量12.如圖所示，1、2、3根管道的內(nèi)徑相同，水銀的面平，3根管道都關(guān)閉了相同溫度的空氣，2根管道最長，3根管道的空氣柱最短()A.當(dāng)三個管內(nèi)的氣體降低相同的溫度時，三個管內(nèi)的水銀仍然保持在相同的高度B.如果三管內(nèi)的氣體降低相同的溫度，兩管水銀最高C.打開開關(guān)k，讓水銀小部分逸出，三管水銀面最高D.打開開關(guān)k，讓水銀排出一小部分，2管的水銀面最高13.如圖所示，一端封閉的均勻玻璃管的水平段長度為15厘米，垂直段充滿水銀，水平段是水銀罐的液面高度差異和25厘米，大氣壓力為750mmHg，溫度為7oC時水平段封閉的空氣柱長度為14厘米。問：溫度為37oC時，管內(nèi)空氣柱的長度是多少？14.如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓柱圓柱體垂直于水平