高中物理 模块要点回眸 第14点 气体实验三定律的比较素材 粤教版选修3-3（通用）

第14点气体实验三定律的比较 定律名称玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律控制变量质量一定温度不变质量一定体积不变质量一定压强不变研究变量压强与体积压强与温度体积与温度变量关系成反比成正比成正比公式表达pVCp1V1p2V2CC图象表达说明：(1)三定律的实验条件都要求压强不太大，温度不太低；(2)温度必须使用热力学温度对点例题长为100 cm的内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20 cm水银柱封住l149 cm长的空气柱，如图1所示，当开口竖直向下时(设当时大气压强为76 cmHg)，管内被封闭的空气柱长为多少？解题指导设玻璃管的横截面积为S，初状态：图1p1(7620) cmHg，V1l1S设末状态时(管口向下)无水银溢出，管内被封闭的空气柱长为l2p2(7620) cmHg，V2l2S根据玻意耳定律有：p1V1p2V2，解得：l284 cm.因84 cm20 cm104 cm100 cm(管长)，这说明水银将要溢出一部分，原假设的末状态时(管口向下)无水银溢出不合理，求出的结果是错误的，故必须重新计算设末状态管内剩余的水银柱长为x，则：p2(76x) cmHg，V2(100x)S根据玻意耳定律p1V1p2V2得：(7620)49S(76x)(100x)S，即：x2176x2 8960，解得：x18.4 cm，x157.6 cm(舍去)所求空气柱长度为：100 cmx81.6 cm.答案81.6 cm易错辨析(1)解物理题一定要注意分析讨论答案的合理性，否则像本题若求出空气柱长84 cm后，就草草收场，必然导致错误结果(2)要注意挖掘题目中物理过程的多种可能性，对存在多种可能性的问题，求解时可假设其中一种情况进行推理论证一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为3.0103 m3.此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0105 Pa.一段时间后，测得气体的温度和压强分别为320 K和1.0105 Pa.(1)求此时气体的体积(2)再保持温度不变，在活塞上施加一作用力，使稳定后气体压强变为8.0104 Pa，求此时气体的体积答案(1)3.2103 m3(2)4.0103 m3解析(1)以气缸内封闭气体为研究对象，初状态：V13.0103 m3，T1300 K，p11.0105 Pa末状态：T2320 K，p21.0105 Pa由理想气体状态方程得V23.2103 m3(2)由玻意耳定律得p2V2p3V3V34.0103 m3