高中物理:气体的等容变化和等压变化
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高中物理:气体的等容变化和等压变化1、对查理定律和盖·吕萨克定律的理解及应用
(1)查理定律
①可表示为=恒量或.
②它的适用范围温度不太低,压强不太大.
③应用时注意单位统一.
④据等比定理可得.即一定质量的气体,在体积不变时,温度每升高(或降低)l℃,增大(或减小)的压强等于它在0。
C时压强的·
(2)盖·吕萨克定律
①可写成=恒量或者.
②适用范围是温度不太低和压强不太大.
③解决实际问题时要单位统一.
④运用等比定理可得.
即:一定质量的气体,在压强不变时,温度每升高(或降低)l℃,增大(或减小)的体积等于它在0℃时体积的·
2、等容线和等压线的分析及应用
(1)等容线
一定质量的气体,体积不变时,压强与热力学温度成正比,在P—T坐标系中等容线为过原点的直线,图中,A、B两状态体积相等.
(2)等压线
因m,P一定,V与T成正比,在V-T图中,等压线应为过原点的直线.图中,A、B两状态压强是相同的.
例1、如图所示,是伽利略设计的一种测温装置,玻璃泡A内封有一定质量的空气,与A相连的B 管插在水银槽中.制作时,先给球形容器微加热,跑出一些空气,插入水银槽中时,水银能上升到管内某一高度.试证明管内外液面高度差h与温度t成线性函数关系.设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.
证明:由于题设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计,因此A泡内气体状态变化可认为是等容变化.制作时先给玻璃泡A微微加热,跑出一些空气.设此时温度为t0,管内气体的状态为初状态,则p1=p0,温度为T0=t0+273.把细管插入水银槽中,管内外水银面的高度差为h,此时管内气体的状态为末状态,则
,
由查理定律得:
化简上式得:
对上式进行讨论.当外界大气压不变时,上式变为:
设,
h与t是一次函数,即成线性关系.
例2、如图所示,为一定质量的理想气体的三种变化过程,以下四种解释中,哪些是正确的?
A. a到d的过程气体体积增加
B. a到d的过程气体体积不变
C. c到d的过程气体体积增加
D. c到d的过程气体体积减小
解析:在P-T图线上等容线的延长线是过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小,由此可见,Va<Vb<Vc,所以选项AD是正确的.
答案:AD。