理想气体实验定律1

小结：在 p-T图中比较两个状态（p1，V1，T1）和（p2，V2，T2）中状态参量 的方法是：p与T都可从坐标轴直接比较得出，而V应从对应的等容图象的斜率比 较得出，斜率大的，V值小。
例1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时,可能： A、压强减小，密度减小； B、压强减小，密度增大； C、压强不变，密度减小； D、压强减小，密度不变
第4章
第一节气体实验定律
一、气体的状态参量
气体状态参量:在研究气体的热学性质时,要用体积、压强、
温度等物理量来描述气体的状态． 一)、温度： 温度是表示物体冷热程度的物理量．从分子动理论的观点来 看，温度是大量分子平均动能的标志。温度越高，物体内部 分子的热运动越剧烈． 1、在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做热力学 温度．热力学温度是国际单位制中七个基本量之一，用符号T 表示．它的单位是开尔文，简称开，符号是K． 2、摄氏温度的符号用t表示，它的单位是摄氏度，符号是 ℃．
圆筒倒立时，受力分析如图所示，有p2S+mg=kx，
x=l-l0，则
温度不变，根据玻意耳定律：p1V1=p2V2．
例1、密闭在容积不变的容器中的气体，当温度降低时,可能： A、压强减小，密度减小； B、压强减小，密度增大； C、压强不变，密度减小； D、压强减小，密度不变
【例2】一定质量的理想气体，要使气体温度在经过不同的状态变化过程后 返回初始状态的温度，可能的过程是（ ） A．先等压膨胀，后等容降压 B．先等压压缩，后等容降压 C．先等容升压，后等压膨胀 D．先等容降压，后等压压缩 【例3】甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知 甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲<p乙。则 A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
例4 一定质量的理想气体从初始A状态pA=2×105Pa，VA=4L，TA=300K，经如图图 8所示的AB、BC、CA过程后回到A状态。则由图可知，在AB过程中：压强______； 体积______；温度______；在BC过程中：压强______；体积______；温度 ______；在CA过程中：压强______；体积______；温度______；（以上空填 “增大”、“不变”或“减小”）并将该图显示的气体变化过程在 p-V图和 V-T 图上显示出来。
A ．T 1 ＞T 2
B．T1=T2 C．T1＜T2 D．无法判断
小结：在p-V图中，p与V的大小可直接由坐标轴上比较得出，而T的大小由 p、V的乘积决定，p、V乘积值大的，T大。
例2 图5是一定质量理想气体在p-T图中体积分别为V1、V2、V3的三条等容图线，
由此图象可知V1、V2、V3之间的关系是________。
D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
正确答案：A
广东4 封闭在气缸内的一定质量的气体，如果保持气体 体积不变，当温度升高时，下列说法正确的是 A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均动能减少 D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 【答案】：BD
安徽21
如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相 等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分 别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分 子之间相互作用势能可忽略。现通过电热丝对气体a加 热一段时间后，a、b各自达到新的平衡（ ） A．a的体积增大了，压强变小了 B．b的温度升高了 C．加热后a的分子热运动比 b的分子热运动更激烈 D．a增加的内能大于b增加 的内能 答案：BCD
p/10 Pa
3
5
实 验 数 据
T保持不变
2
1
0
1
2
3
4
V
实验结论---玻马定律 1、文字表述：一定质量某种气体，在温度不变 的情况下，压强p与体积V成反比。 2、公式表述：pV=常数 或p1V1=p2V2 3.条件:一定质量气体且温度不变 4、适用范围：温度不太低，压强不太大
p与V成反比，在p-V图中是以p轴、V轴为渐近线的双曲线，在p-T图中是 平行于p轴的直线，在V-T图中是平行V轴的直线
【例6】一定质量的理想气体处于某一平衡状态， 此时其压强为p0，有人设计了四种途径，使气体 经过每种途径后压强仍为p0。这四种途径是①先 保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压 缩体积 ②先保持体积不变，使气体升温，再保 持温度不变，让体积膨胀③先保持温度不变，使 体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温 ④先 保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使 气体降温。可以断定（ ） A．①、②不可能 B．③、④不可能 C．①、③不可能 D．①、②、③、④都 可能
例4. 如图6所示，在V-T图中A、B两点表示一定 质量的理想气体的两个状态（pA，VA，TA）和 （pB，VB，TB），则可从图中得出： PA______PB；VA______VB；TA______TB。 （填“＞”、“=”或“＜”） 小结：在V-T图中，V、T的大小可从坐标轴上直 接比较得出，而p值则根据对应的等压图线的斜 率来判断，斜率大的，p值小。
对c、b水平面:
P1+Ph2=P2
P2=p1+Ph2 =63+15=78cmHg
高考真题专练
全国3、重庆19． 一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体 分子间的势能可忽略，则在此过程中（ ）
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加 B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少 C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加 D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
答案：D
全国16． 对于定量气体，可能发生的过程是 A．等压压缩，温度降低
B．等温吸热，体积不变
C．放出热量，内能增加
D．绝热压缩，内能不变
答案：AC
天津 14 下列说法中正确的是 A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大 B.一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的
05江苏、安徽
9．分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温 度．一定质量的理想气体，其初始状态表示为(p0、V0、 T0)． 若分别经历如下两种变化过程：
①从(p0、V0、T0)变为(p1、V1、T1)的过程中，温度保 持不变(T1=T0)； ②从(p0、V0、T0)变为(p2、V2、T2)的过程中，既不吸 热，也不放热． 在上述两种变化过程中，如果V1=V2>V0，则 (A) p1 >p2，T1> T2 (C) p1 <p2，T1< T2 (B) p1 >p2，T1< T2 (D) p1 <p2，T1> T2 答案：A
例4 一定质量的理想气体从初始A状态pA=2×105Pa，VA=4L，TA=300K，经如图图 8所示的AB、BC、CA过程后回到A状态。则由图可知，在AB过程中：压强______； 体积______；温度______；在BC过程中：压强______；体积______；温度 ______；在CA过程中：压强______；体积______；温度______；（以上空填 “增大”、“不变”或“减小”）并将该图显示的气体变化过程在 p-V图和 V-T 图上显示出来。
理想气体的状态方程
理想气体的状态方程:一定质量的某种理想气体在 从一个状态1变化到另一个状态2时，尽管其p、T、 V都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学 温度的比值保持不变。
p1V1 p2V2 T1 T2
例1 图3所示为一定质量的理想气体分别在温度为T1、T2时的两条等温 曲线，由此可 知： [ ]
3.查里定律
1).内容：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它 的压强与热力学温度成正比。 2).公式：P/T= 常数 =ΔP/ΔT
பைடு நூலகம்
P1/T1=P2/T2
一定质量的气体的P—T图线其延长线过 原点. 判断哪条等容线表示的是体积大? V1<V2 体积越大，斜率越小；体积越小，斜率 越大。
p与T成正比，因此在p-V图中是平行于p轴的直线，在p-T图中是过原点的直线 （正比例图线），在V-T图中是平行于T轴的直线。
2.盖.吕萨克定律 1).内容:一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其 体积V与热力学温度T成正比. 2).公式: V/T= 常数 3).图象
V1/T1=V2/T2
一定质量的气体的V—T图线其 延长线过原点. 不同压强下的等压线,斜率 越大,压强越小.
V与T成正比，因此在p-V图中是平行于V轴的直线，在p-T图中是平行于T轴的直 线，在V-T图中是过原点的直线（正比例图线）。
例1 密闭圆筒内有一质量为100g的活塞，活塞与圆 筒顶端之间有一根劲度系数k=20N/m的轻弹簧；圆筒 放在水平地面上，活塞将圆筒分成两部分，A室为真 空，B室充有空气，平衡时，l0=0.10m，弹簧刚好没 有形变如图5所示．现将圆筒倒置，问这时B室的高度 是多少？
分析：汽缸类问题，求压强是关键： 应根据共点力平衡条件或牛顿第二 定律计算压强． 解：圆筒正立时：
【例2】一定质量的理想气体，要使气体温度在经过不同的状态变化过程后 返回初始状态的温度，可能的过程是（ ） A．先等压膨胀，后等容降压 B．先等压压缩，后等容降压 C．先等容升压，后等压膨胀 D．先等容降压，后等压压缩 【例3】甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知 甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲<p乙。则 A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度 B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度 C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能 D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
三)、压强
气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强． 在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，符号是Pa．其他如:
标准大气压 毫米汞柱等
问题:怎么样研究P.T.V三者关系?
控制变量法
二、气体的三大实验定律：
1.玻马定律：
⑴质量一定气体,保持温度不变，研究压强和体积的
关系（等温过程）
实验:用活塞封闭一定质量的气体
用热力学温度和摄氏温度表示温度的间隔是相同的，即物体升高或降低的 温度用开尔文和摄氏度表示在数值上是相同的．热力学温度与摄氏温度的 数量关系是
二)、体积
气体的体积就是指气体所充满的容器的容积． 在国际单位制中，体积的单位是立方m，符号是m3．体积 的单位还有L、mL，符号是L、mL．它们与立方m的关系是：
例题 在粗细均匀、竖直倒置的U型管，右端封闭，左 端开口，其中有两段水银柱封闭着两段空气柱1和2；已 知h1=12cm,h2=15cm,外界大气压强p0=75cmHg,求空 气柱1和2的压强？
解 对 a面 :
P0=Ph1+P1
c h2 h1 b a p0
P1=P0-Ph1 =75-12=63 cmHg