8.2气体的等容变化和等压变化
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图 8.2—6
3.查理定律的正确说法是一定质量的气体,在体积 保持不变的情况下( D ) A.气体的压强跟摄氏温度成正比
B.气体温度每升高1℃,增加的压强等于它原来压 强的1/273
C.气体温度每降低1℃.减小的压强等于它原来压强 的1/273 D.以上说法都不正确
4.如图8.2—11所示,汽缸中封闭着温度为100℃ 的空气,一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接, 重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离气缸底 的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,重物将上 2.68 升 cm。
小结:
一定质量的气体在等容变化时,遵守查理定律.
表达式: P1/T1=P2/T2或P/T=C
一定质量的气体在等压变化时,遵守盖· 吕萨克定律
V1 V2 表达式: = T1 T2
V 或: =C T
例题1:某种气体在状态A时压强2×105Pa,体积为1m3, 温度为200K,(1)它在等温过程中由状态A变为状态B, 状态B 的体积为2m3,求状态B 的压强.(2)随后,又由 状态B在等容过程中变为状态C ,状态C的温度为300K, 求状态C的压强.
4
68.25℃
五、等容线
(1)等容线:一定质量的某种气体在等容变化过 程中,压强P跟热力学温度T的正比关系P-T在直 角坐标系中的图象叫做等容线. ( 2 )一定质量气体的等容线 P-T 图象,其延长线 经过坐标原点,斜率反映体积大小,如图所示.
五、等容线
(3)一定质量气体的等容线的物理意义. ①图线上每一个点表示气体一个确定的状态, 同一根等容线上各状态的体积相同 ②不同体积下的等容线,斜率越大,体积越 小(同一温度下,压强大的体积小)如图所 示,V2<V1.
四、例题精选:
1.封闭在容积不变的容器内装有一定质量 的气体,当它的温度为27℃时,其压强为 4 4× 10 Pa,那么,当它的温度升高到37℃ 时,它的压强为多大?
解: 因为气体体积不变,故气体为等容变化。
初态:P1=4×104Pa,T1=t1+273=27+273=300K 末态:P2未知, T2=t2+273=37+273=310K
V1 V2 表达式: = T1 T2
V 或: =C T
(1)Leabharlann Baidu· 吕萨克定律是实验定律,由法国科学 家盖· 吕萨克通过实验发现的. (2)适用条件:气体质量一定,压强不变.
(3)在 V/T=C 中的C与气体的种类、质量、 压强有关. 注意: V正比于T而不正比于t,但 Vt (4)一定质量的气体发生等压变化时,升高 (或降低)相同的温度,增加(或减小)的体 积是相同的. (5)解题时前后两状态的体积单位要统一.
B.温度不变,压强减少,体积减少
C.体积不变,温度升高,压强增大
D.压强不变,体积增大,温度降低
2.将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的 两容器中,保持两部分气体体积不变,A、B两部分气 体压强温度的变化曲线如图8.2—6所示,下列法正确 的是( ABD )
说
A. A部分气体的体积比B部分小 B. A、B直线延长线将相交于t轴上 的同一点 C. A、B气体温度改变量相同时, 压强改变量也相同 D.A、B气体温度改变量相同时,A 部分气体压强改变量较大
4.等压线
( 1 )等压线:一定质量的某种气体在等压变化 过程中,体积V与热力学温度T的正比关系在V -T直角坐标系中的图象叫做等压线. ( 2 )一定质量气体的等压线的 V-T 图象,其延 长线经过坐标原点,斜率反映压强大小,如图 所示:
(3)一定质量气体的等压线的物理意义 ①图线上每一个点表示气体一个确定的状态, 同一根等压线上各状态的压强相同. ②不同压强下的等压线,斜率越大,压强越 小(同一温度下,体积大的压强小)如图所 示,P2<P1 .
由查理定律可知: P1/T1=P2/T2 变形可得:
P2=P1·(T2/T1)
= 4× 10 ·310/300
4
=4.13×10 (Pa)
4
答:它的压强为4.13 ×10 Pa.
4
练一练
1.封闭在容器中的气体,当温度升高时,下面的哪 个说法是正确的( C )(不计容器的膨胀) A.密度和压强均增大; B.密度增大,压强减小; C.密度不变,压强增大; D.密度增大,压强不变。 2.一个密闭容器里的气体,在0℃时压强8×10 Pa,给 5 容器加热,气体的压强为1.0×10 Pa时温度升高到多少 摄氏度?
应用
①汽车、拖拉机里的内燃机,就是利用气 体温度急剧升高后压强增大的原理,推 动气缸内的活塞做功. ②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破 ③水瓶塞子会迸出来.
气体的等压变化
1.等压过程:一定质量的某种气体,在压 强不变时,体积随温度的变化叫做等压变化。 2.一定质量气体的等压变化:
3.盖· 吕萨克定律:一定质量的某种气体,在 压强不变的情况下,体积 V 与热力学温度成 正比( V T ).
一、查理定律
1、一定质量的气体,在体积不变的情况下,
温 度每升高 (降低)1℃ ,气体的压强增大(减小) 0℃时压强的1/273。
数学表达式为:
Pt=P0+(P0/273)t
2、将上式变形得:Pt/(273+t)=P0/273 得公式:
P1/T1=P2/T2
( 气体压强与热力学温度成正比。)
一、查理定律
第八章 气体
第二节 气体的 等容变化和等压变化
气体的等容变化
1.气体的等容变化:一定质量的某种气体,在 体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化。
思考: 为什么半杯热水凉下来后难以打开?
可否认为气体的压强随温度的升高而升高,随温度 的降低而降低?
实验目的:
研究一定质量的气体在体积保持不变的情 况下,它的压强怎样随温度的变化而变化。 实验仪器:
二、实验图象:
实验图象可分为P—t图象和P—T图象 。但可用 下图一同表现出来。
图中以O为原点的 是P-T图象,以 O′为原点的是P- t图象。
想一想:为什么O点附近用虚线?
三、微观解释:
一定质量的气体,在体积不变时,它 的单位体积内的分子数不变,当温度升高 时,气体分子的平均动能增大,平均速率 增大,压强增大,反之, 压强减小。
实验步骤二:
将烧瓶放入纯净冰水混合 物中,观察压强计水银柱 的高度变化情况。 瓶中气温降低(温度为 T1),B柱上升,A柱下降。 瓶中气体体积减小。 A管下降,使B管中水银 柱高度与开始时相同,保 证气体体积不变. 记录下AB水银柱的高度 差h1,以得出内外气体压 强之差。
实验步骤三:
将烧瓶放入某一温度 的热水中(水温可由温度 计测出T2),观察压强计 中水银柱的高度变化情况。
3 .查理定律:一定质量的某种气体,在体 积不变的情况下,压强P与热力学温度 T成 正比( P T ) .
表达式: P1/T1=P2/T2或P/T=C
(1)查理定律是实验定律,由法国科学家查理 通过实验发现的. (2)适用条件:气体质量一定,体积不变.
一、查理定律
(3)在P/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有 关. 注意: P 与热力学温度 T 成正比,不与摄氏温度 成正比,但压强的变化P与摄氏温度的变化t成 正比. ( 4 )一定质量的气体在等容时,升高(或降低) 相同的温度,所增加(或减小)的压强是相同 的. (5)解题时前后两状态压强的单位要统一.
气体温度上升,A柱 上升,B柱下降,瓶内气 体体积增大。 上提A管,仍然使B 管水银柱的高度与开始时 相同,保证气体体积不变。 再记录下AB管水银柱高 度之差H2,以得出内外气 体压强之差。
实验处理: 1.由水银压强计分别读出多次的压强P0, P1,P2,P3。 2.由温度计所测出相应的摄氏温度t0,t1, t 2, t 3 。 3.由以上数据得出气体压强和温度之间的定 性关系 压强随着温度的升高而增大,随着温度的 降低而减小,但压强P和温度t不是正比关系。
图 8.2—11
5.一定质量的气体当体积不变而温度由100℃ 上升到200℃时,其压强( C ) A.增大到原来的两倍 B.比原来增加100/273倍 C.比原来增加100/373倍 D.比原来增加1/2倍
烧瓶(带软木塞),玻璃管,橡皮连接管,水 银压强计,温度计,盛水容器,冰,冷水, (几种不同温度的)热水。
实验方法:
调节水银压强计的可动管A,使B管水银面始终保持在 同一水平面上。改变气体温度,得到多次压强值。
实验步骤一:
一只烧瓶上连一根玻璃管, 用橡皮管把它跟一个水银 压强计连在一起,从而在 烧瓶内封住一定质量的空 气。 上下移动压强计,使得其 中的两段水银柱的高度在 同一水平面上。标记下B 管水银柱的高度。
A
B
C
解(1)气体由状态A 变为状态B 的过程遵从 玻意耳定律.
由PAVA= PBVB,
PB=105Pa
(2)气体由状态B变为状态C的过程遵从查理 定律. 由 P PC B = TB TC
Pc=1.5×105Pa
1.对于一定质量的理想气体,可能发生的过程 是( C ) A.压强和温度不变,体积变大