人教版高中物理選修3-3-8.2-氣體的等容變化和等壓變化(課件)(共56張PPT).ppt

1、由上一節(jié)可知氣體的壓強、體積、溫度三個狀態(tài)參量之間存在一定的關(guān)系。,引入：,通過用手堵住注射器的口感受壓縮越來越困難知道在溫度不變時壓強與體積有一定的關(guān)系，并通過實驗得出壓強與體積之間的等溫變化規(guī)律,本節(jié)我們研究另外兩種特殊情況：一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的條件下其壓強與溫度變化時的關(guān)系及壓強不變的條件下其體積和溫度的變化關(guān)系。,知道高壓鍋做飯的原理嗎？,第八章 氣體,第二節(jié) 氣體的等容變化和 等壓變化,查理定律、蓋呂薩克定律,1. 知識與能力,了解等容變化過程，知道查理定律的內(nèi)容和公式。,知道等壓變化過程，知道蓋-呂薩克定律的內(nèi)容和公式。,了解等壓變化的V-T圖線及其物理意義。,了解等容變化

2、的P-T圖線及其物理意義。,2 . 情感態(tài)度與價值觀,培養(yǎng)從圖像獲取信息的能力，形成科學(xué)的思想觀。,重點,理解并掌握氣體的等容和等壓變化，學(xué)會用圖像處理問題。,難點,掌握P-T、V-T圖像及它們的物理意義。,帶著下面問題仔細(xì)閱讀課文包括插圖、扉頁腳批、思考與討論及課后問題與練習(xí)、科學(xué)漫步等，思考后回答問題：,1、什么是等容變化？什么是等壓變化？ 2、等容變化的規(guī)律是誰通過什么方式發(fā)現(xiàn)的？規(guī)律是什么？ 3、熱力學(xué)溫標(biāo)的建立及零點的物理意義是什么？ 4、查理定律的內(nèi)容、公式及圖像分別是什么？ 5、等壓變化的規(guī)律用攝氏溫度如何來表述？ 6、是從分子動理論的觀點解釋等容這一宏觀變化的微觀原因。 7、等

3、壓變化的規(guī)律是誰通過什么方式發(fā)現(xiàn)的？ 8、蓋-呂薩克定律的內(nèi)容、公式及圖像分別是什么？ 9、等壓變化的規(guī)律用攝氏溫度如何來表述？ 10、 6、是從分子動理論的觀點解釋等壓這一宏觀變化的微觀原因。,一、氣體的等容變化,1、等容變化：一定質(zhì)量的氣體在體積不變時，壓強隨溫度的變化叫做等容變化。,2查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，當(dāng)體積不變時，各種氣體的壓強p與溫度之間都有線性關(guān)系，如圖所示，我們把它叫做查理定律,注：B點縱坐標(biāo)是0攝氏度的壓強，并非大氣壓。,3熱力學(xué)溫標(biāo)的建立：,建立背景：由查理定律中壓強p與與攝氏溫度t的變化關(guān)系圖甲可以看出，在等容過程中，壓強跟攝氏溫度是一次函數(shù)關(guān)系，而不是簡單的正

4、比例關(guān)系。,如果把該圖的AB直線延長至與橫軸相交，把交點當(dāng)做坐標(biāo)原點，建立新的坐標(biāo)系（圖乙）此時壓強與溫度的關(guān)系就是正比例關(guān)系了。圖乙坐標(biāo)原點的意義“氣體壓強為零時其溫度為零”，由此可見，為了使一定質(zhì)量的氣體在體積不變的情況下，壓強與體積成正比，只需要建立一種新的溫標(biāo)就可以了。,在現(xiàn)實中通過對大量的“壓強不太大（相對標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），溫度不太低（相對于室溫）”的各種不同氣體做等容變化的實驗數(shù)據(jù)可以證明“一定質(zhì)量的氣體壓在強不太大，溫度不太低時，坐標(biāo)原點代表的溫度就是熱力學(xué)溫度的零度，這就是熱力學(xué)溫度零點的物理意義。由此可見：熱力學(xué)的零點就規(guī)定為氣體壓強為零的溫度。,在建立熱力學(xué)溫標(biāo)之前，人們已經(jīng)建

5、立了華氏、攝氏溫標(biāo)，但這些溫標(biāo)都是與測溫物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)有關(guān)，當(dāng)采用不同的測溫物質(zhì)去測量同一溫度時會產(chǎn)生一定差異，這種差異是不能克服的。而由熱力學(xué)溫標(biāo)的建立可知：熱力學(xué)溫度是在攝氏溫度的基礎(chǔ)上建立起來的，零點的確定與測溫物質(zhì)無關(guān)，因此熱力學(xué)溫標(biāo)是一種更為簡便科學(xué)的理論的溫標(biāo)，它的零度不可能達(dá)到。又叫絕對零度。,4、查理定律的熱力學(xué)溫標(biāo)描述：查理定律：,（1）查理定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學(xué)溫度T成正比。,（2）表達(dá)式：,注：這里的C和玻意耳定律表達(dá)式中的C都泛指比例常數(shù)，它們并不相等。這里的C與氣體的種類、質(zhì)量和壓強有關(guān)。,（3）圖像表述等容線,等容線：一定質(zhì)量的

6、某種氣體在等容變化過程中，壓強p跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系pT在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等容線,圖像特點：,在P-T圖線中，一定質(zhì)量某種氣體的等容線是一條反向延長線通過坐標(biāo)原點的直線。,通過控制變量法，做出垂直于溫度的等溫線，如圖所示。根據(jù)等溫規(guī)律知質(zhì)量相同的同種氣體，壓強大的體積小，可得 V2V1。進(jìn)而可得不同體積下的等容線，斜率越大，體積越小，由此可見：等壓線的斜率表示體積的倒數(shù)。,圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等容線上各狀態(tài)的體積相同不在同一條等容線上點的體積與該條線上的體積一定不同。,（4）成立條件及適用范圍：,成立條件：質(zhì)量不變，體積不變,適用范圍：壓強不太大，溫度不太低,

7、查理定律是實驗定律，由法國科學(xué)家查理通過實驗發(fā)現(xiàn)的 在p/T=C中的C與氣體的種類、質(zhì)量、體積有關(guān) 注意：p與熱力學(xué)溫度T成正比，不與攝氏溫度成正比，但壓強的變化p與攝氏溫度t的變化成正比 一定質(zhì)量的氣體在等容時，升高（或降低）相同的溫度，所增加（或減?。┑膲簭娛窍嗤?解題時前后兩狀態(tài)壓強的單位要相同，溫度必須取國際單位制單位開爾文（K）,（5）注意事項：,5、查理定律的攝氏溫標(biāo)描述：,對比查理定律分別以熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)為溫度單位的等容線，根據(jù)以攝氏溫標(biāo)為溫度單位的等容線的特點，描述出查理定律的攝氏溫標(biāo)描述,不同點：攝氏溫度的00C時的壓強不是0，而熱力學(xué)溫標(biāo)的0k時的壓強為0Pa，這個

8、0Pa可以看作由攝氏0度的壓強值降低了273度后而得到的。這樣查理定律可敘述為：,攝氏溫標(biāo)描述：,（1）.文字描述：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，增加（或減少）的壓強等于它0時壓強的1/273,（2）表達(dá)式：,其中pt是溫度為t時的壓強，p0是0 時的壓強,（3）圖像：,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，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，其分子運動的平均速率（v）也增大，則氣體壓強（p）也增大；反之當(dāng)溫度（T）降低時，氣體壓強（p）也減小。,7、應(yīng)用,汽車、拖拉機里的內(nèi)燃機，就是利用氣體溫度急劇升高后壓強

9、增大的原理，推動氣缸內(nèi)的活塞做功 打足了氣的車胎在陽光下曝曬會脹破 水瓶塞子會迸出來,蓋-呂薩克,二氣體的等壓變化,1、等壓變化：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強保持不變時, 體積隨溫度的變化叫做等壓變化。,2、蓋呂薩克定律：,（1）文字描述：一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強p不變的情況下, 其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比.,（2）公式：,V=CT,或,注：這里的C與氣體的種類、質(zhì)量和體積有關(guān)。,（3）圖像表述等壓線,等壓線：一定質(zhì)量的某種氣體在等壓變化過程中，體積V跟熱力學(xué)溫度T的正比關(guān)系VT在直角坐標(biāo)系中的圖象叫做等壓線,一定質(zhì)量氣體的等壓線的VT圖象，是一條反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點的直線，其斜率反映壓強

10、大小,通過控制變量法做垂直于橫軸的等溫線，如圖所示，根據(jù)等溫規(guī)律對質(zhì)量相同的同種氣體 體積大的壓強小可得p2p1 ，由此可看出不同壓強下的等壓線，斜率越大，壓強越小， 可見：等壓線的斜率表示壓強的倒數(shù)。,圖像特點：,圖線上每一個點表示氣體一個確定的狀態(tài)，同一根等壓線上各狀態(tài)的壓強相同不在同一條等壓線上點的壓強與該條線上的壓強一定不同。,（4）成立條件及適用范圍：,成立條件：質(zhì)量不變，壓強不變,適用范圍：壓強不太大，溫度不太低,蓋呂薩克定律是實驗定律，由法國科學(xué)家蓋呂薩克通過實驗發(fā)現(xiàn)的 在 V/=C 中的C與氣體的種類、質(zhì)量、壓強有關(guān) 注意： V正比于T而不正比于t，但 Vt 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生

11、等壓變化時，升高（或降低）相同的溫度，增加（或減?。┑捏w積是相同的 溫度單位必須轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)溫度的單位；解題時前后兩狀態(tài)的體積單位要統(tǒng)一,（5）注意事項：,6.蓋呂薩克定律也同樣有攝氏溫標(biāo)描述,（1）文字：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，溫度每升高（或降低） 1，增加（或減少）的體積等于它0時體積的1/273,一定質(zhì)量（m）的理想氣體的總分子數(shù)（N)是一定的，要保持壓強（p）不變，當(dāng)溫度（T）升高時，全體分子運動的平均速率V會增加，那么單位體積內(nèi)的分子數(shù)（n）一定要減?。ǚ駝t壓強不可能不變），因此氣體體積一定增大；反之當(dāng)溫度降低時，同理可推出氣體體積一定減小。,例1、一定質(zhì)量的氫氣在00C

12、時的壓強為9 104Pa，保持氫氣體積不變，它在300C時的壓強多大？,分析：選一定質(zhì)量的氫氣為研究對象，狀態(tài)變化是氣體的等容變化，應(yīng)用查理定律解題，須特注的是在應(yīng)用查理定律解題，確定氣體變化的初、末狀態(tài)時要注意將溫度的單位轉(zhuǎn)換成熱力學(xué)溫度。,本例提醒特注：在應(yīng)用查理定律和蓋呂薩克定律解題前，確定氣體變化的初、末狀態(tài)時一定要將溫度的單位轉(zhuǎn)換成熱力學(xué)溫度。,例題2、某種氣體在狀態(tài)時壓強2105Pa,體積為1m3,溫度為200K。(1)它在等溫過程中由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,狀態(tài)B 的體積為2m3,求狀態(tài)B 的壓強.(2)隨后,又由狀態(tài)B 在等容過程中變?yōu)闋顟B(tài)C ,狀態(tài)C 的溫度為300K,求狀態(tài)C 的

13、壓強.,解(1)氣體由狀態(tài)A 變?yōu)闋顟B(tài)B 的過程遵從玻意耳定律. 由pAVA= PBVB, 得狀態(tài)B的壓強 PB=105Pa (2)氣體由狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的過程遵從查理定律. 由 pc=1.5105Pa,273,0,1. 由查理定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體在體積不變時，它的壓強隨溫度變化關(guān)系如圖中實線表示。把這個結(jié)論進(jìn)行合理外推，便可得出圖中t0 ；如果溫度能降低到t0，那么氣體的壓強將減小到 Pa。,2一定質(zhì)量的理想氣體在等容變化過程中測得，氣體在0時的壓強為P0， 10時的壓強為P10，則氣體在11時的壓強在下述各表達(dá)式中正確的是 ( ),A.,C.,D.,B.,A D,1.根據(jù)查理定律

14、，如果不漏氣，壓 強應(yīng)為 ,而氧氣實際壓 強為 ，說明漏氣。,2.（1）根據(jù)蓋-呂薩克定律 ， 所以， 即體積變化量與溫度變化量成正比，刻度是均勻的,2.（2）因為,所以，,這個溫度計可以測量的溫度t=(25 1.6)0C, 即這個氣溫計測量范圍是23.426.60C,1.（2008年上海） 如圖所示, 兩端開口的彎管, 左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則（ ） （A）彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為h （B）若把彎管向上移動少許, 則管內(nèi)氣體體積增大 （C）若把彎管向下移動少許， 右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升 （D）若環(huán)境溫度升高，右管內(nèi) 的水銀柱沿管壁上升,封閉在彎管

15、里面氣體的壓強處處相等，按右邊計算為p=p0+ph,按左邊計算p=p0+px，兩次計算氣體壓強相等，故左管內(nèi)外水銀面高度差x也為h，A對；彎管上下移動，根據(jù)按右邊計算壓強的方程可知：封閉氣體壓強不變，再加上溫度不變，則體積一定也不變，故B錯C對；環(huán)境溫度升高，封閉氣體體積增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D對。,ACD,解析,2.（2008年上海） 汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。已知某型號輪胎能在40C-90C正常工作, 為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm，最低胎壓不低于1.6 atm，那么, 在t20C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在

16、什么范圍內(nèi)比較合適（設(shè)輪胎的體積不變）,解析,由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。,設(shè)在T0293K充氣后的最小胎壓為Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當(dāng)T1233K時胎壓為 P11.6atm。根據(jù)查理定律,解得：Pmin2.01atm,當(dāng)T2363K是胎壓為P23.5atm。根據(jù)查理定律,解得：Pmax2.83atm,3.（2008年上海） 溫度計是生活、生產(chǎn)中常用的測溫裝置。右圖為一個簡單溫度計，一根裝有一小段有色水柱的細(xì)玻璃管穿過橡皮塞插入燒瓶內(nèi)，封閉一定質(zhì)量的氣體。當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時，水柱位置將上下變化。已知A、D間的測量范圍為2080，A、D間刻度均勻分布。由圖可知，A、D

17、及有色水柱下端所示的溫度分別是 （ ） A20、80、64 B20、80、68 C80、20、32 D80、20、34,C,解析,溫度升高，容器內(nèi)氣體的體積增大， A點溫度高， 可見A、D點溫度分別為80、20，,設(shè)D點下容器的體積為V0, 一小格玻璃管的體積為h。,由查理定律,解得 t=32,5.在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問: 重物是上升還是下降？ 這時重物將從原處移動多少厘米? (設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦),缸內(nèi)氣體溫度降低, 壓強減小, 故活塞下移,

18、重物上升.,分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化. 設(shè)活塞截面積為S cm2,氣體初態(tài)體積V1=10S cm3, 溫度T1=373 K,末態(tài)溫度T2=273 K， 體積設(shè)為V2=hScm3 (h為活塞到缸底的距離),據(jù),可得h =7.4 cm,則重物上升高度h=107.4=2.6 cm,答案,6 . 如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導(dǎo)熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱。開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？,答案,

19、設(shè)想先保持A、B的體積不變, 當(dāng)溫度分別升高10C時,對A有,同理，對B有,由于pApB，,所以pApB 故活塞向右移動。,15一定質(zhì)量的理想氣體在等容變化過程中測得，氣體在0時的壓強為P0， 10時的壓強為P10，則氣體在21時的壓強在下述各表達(dá)式中正確的是 ( ),A B C D,A D,A . 兩次管中氣體壓強相等 B . T1時管中氣體壓強小于T2時管中氣體壓強 C . T1T2,5、如圖所示，A端封閉有氣體的U形玻璃管倒插入水銀槽中，當(dāng)溫度為T1時，管中水銀面處在M處，溫度為T2時，管中水銀面處在N處，且M、N位于同一高度，若大氣壓強不變，則：（ ）,A D,17如圖所示，導(dǎo)熱性能良

20、好的氣缸開口向下，缸內(nèi)用一活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，活塞在氣缸內(nèi)可以自由滑動且不漏氣，其下方用細(xì)繩吊著一重物，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，從剪斷細(xì)繩到系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程可視為一緩慢過程，在這一過程中氣缸內(nèi) ( ) A氣體從外界吸熱 B單位體積的氣體分子數(shù)變大 C氣體分子平均速率變大 D單位時間單位面積器壁上受到氣體分子撞擊的次數(shù)減少,B,12.（2）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣, 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接, 重物和活塞均處于平衡狀態(tài), 這時活塞離缸底的高度為10 cm,如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?, 問: 重物是上升還是下降？ 這時重物將從原處移動多少厘米? (設(shè)活塞與氣

21、缸壁間無摩擦),氣體初態(tài)體積V1=10S cm3, 溫度T1=373 K,則重物上升高度h=107.4=2.6 cm,解:,可得h =7.4 cm,據(jù),末態(tài)溫度T2=273 K， 體積設(shè)為V2=hScm3 (h為活塞到缸底的距離),分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化. 設(shè)活塞截面積為S cm2,缸內(nèi)氣體溫度降低, 壓強減小, 故活塞下移, 重物上升.,10如圖所示，一豎直放置的氣缸由兩個截面積不同的圓柱構(gòu)成，各有一個活塞且用細(xì)桿相連，上、下分別封有兩部分氣體A和B，兩活塞之間是真空，原來活塞恰好靜止，兩部分氣體的溫度相同，現(xiàn)在將兩部分氣體同時緩慢升高相同溫度，則（ ） （A）兩活塞將靜止不動 （B）兩

22、活塞將一起向上移動 （C）A氣體的壓強改變量比B氣體 的壓強改變量大 （D）無法比較兩部分氣體的壓強 改變量的大小,B C,14. 如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上，活塞最終靜止在B位置。若除分子之間相互碰撞以外的作用力可忽略不計，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較 （ ） A氣體的溫度可能相同 B氣體的內(nèi)能可能相同 C單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不變 D單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積氣缸壁的次數(shù)一定增多,D,21（10分）如圖，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，一個不導(dǎo)熱的活塞將汽缸內(nèi)的氣體分為A、B兩部分

23、，兩部分氣體可以分別通過放在其中的電熱絲加熱。開始時，A氣體的體積是B的一半，A氣體的溫度是17C，B氣體的溫度是27C，活塞靜止?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體， 使A、B兩部分氣體的溫度都升高10C，在此過程中活塞向哪個方向移動？ 某同學(xué)是這樣解答的：先設(shè)法保持A、B氣體的體積不變，由于兩部分氣體原來的壓強相等，溫度每升高1C，壓強就增加原來的1/273，因此溫度都升高10C，兩邊的壓強還相等，故活塞不移動。 你認(rèn)為該同學(xué)的思路是否正確？如果認(rèn)為正確，請列出公式加以說明；如果認(rèn)為不 正確，請指出錯誤之處，并確定 活塞的移動方向。,解：,該同學(xué)思路不正確。,在體積不變的情況下，一定質(zhì)量的理想氣體溫度每

24、升高1C，壓強就增加0C時壓強的1/273，而現(xiàn)在A、B的溫度不同而壓強相等，說明0C時它們的壓強不相等，因此升高相同的溫度后，最后的壓強不等。,設(shè)想先保持A、B的體積不變, 當(dāng)溫度分別升高10C時,對A有,同理，對B有,由于pApB，,所以pApB 故活塞向右移動。,20、如圖所示，氣缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)時溫度為0，大氣壓為1atm(設(shè)其值為105Pa)、氣缸橫截面積為500cm2，活塞重為5000N。則： （1）氣缸內(nèi)氣體壓強為多少？ （2）如果開始時內(nèi)部被封閉氣體的總體積為 汽缸上部體積為 ，并且汽缸口有個卡環(huán)可以卡住活塞，使之只能在汽缸內(nèi)運動， 所有摩擦不計。現(xiàn)在使氣缸內(nèi)的

25、 氣體加熱至273，求氣缸內(nèi)氣 體壓強又為多少？,解：,(1)由受力平衡可知：,(2)缸內(nèi)氣體先做等壓變化，活塞將運動到卡環(huán)處就不再運動，設(shè)此時溫度為T1 ， 有,所以,接下來繼續(xù)升溫，氣缸內(nèi)氣體將做等體積變化，設(shè)所求壓強為p2，故有,代入可得,19、（10分）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)距缸底60cm處設(shè)有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強為p0（p0=1.0105 Pa為大氣壓強），溫度為300K?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，當(dāng)溫度為330K，活塞恰好離開

26、a、b;當(dāng)溫度為360K時, 活塞上升了4cm。求: (1)活塞的質(zhì)量 (2)物體A的體積,更多課件: 全套09屆課件集(143個課件) 聯(lián)系龐老師,設(shè)物體A的體積為V，氣體的狀態(tài)參量為：,氣體從狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過程：,代入數(shù)據(jù)得,代入數(shù)據(jù)得 m=4kg,氣體從狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程：,解：,20、（12分）一根兩端開口、粗細(xì)均勻的長直玻璃管橫截面積為S210-3m2，豎直插入水面足夠?qū)拸V的水中。管中有一個質(zhì)量為m0.4kg的密閉活塞，封閉一段長度為L066cm的氣體，氣體溫度T0=300K，如圖所示。開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計活塞與管壁間的摩擦。外界大氣壓強P01.0105Pa， 水的密度1.0103kg/m3。試問： （1）開始時封閉氣體的壓強多大？ （2）現(xiàn)保持管內(nèi)封閉氣體溫度不變，用 豎直向上的力F緩慢地拉動活塞。當(dāng)活塞 上升到某一位置時停止移動,此時F6.0N， 則這時管內(nèi)外水面高度差為多少？ 管內(nèi) 氣柱長度多大？ （3）再將活塞固定住，改變管內(nèi)氣體的溫度，使管內(nèi)外水面相平，此時氣體的溫度是多少？,（1）當(dāng)活塞靜止時，,（2）當(dāng)F=6.0N時，有：,