体积和温度的关系.ppt

等压过程 1 等压过程 气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程 2 一定质量气体的等压变化 演示 如图所示 改变瓶中气体温度 上下移动A管使U型管中两水银面保持在同一水平位置 即使瓶中的气体压强保持等于外界大气压强不变 可得到 气体温度升高 体积增大 气体温度降低 体积减小 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 可写成或 1 盖 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 成立条件 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 V t 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 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 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 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 2 1 体积为V 100cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管 管上共有N 101个刻度 设长管与球连接处为第一个刻度 以后顺序往上排列 相邻两刻度间管的体积为0 2cm3 水银液滴将球内空气与大气隔开 如图所示 当温度t 5 时 水银液滴在刻度为N 21的地方 那么在此大气压下 能否用它测量温度 说明理由 若能 求其测量范围 不计热膨胀 解析 首先应明确气体做等压变化 符合盖 吕萨克定律条件 根据该定律及其推论由体积变化进而求温度的变化 因为管口和大气相通 所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀 气体是等压变化 根据盖 吕萨克定律 温度的增加与体积的增加成正比 所以可以用来测量温度 测量温度的范围应该为气体的体积从V1 100cm3等压变化到V2 100cm3 100 0 2cm3 120cm3 这个范围所对应的气体温度T1 T2之间 根据题意当T0 273K 5K 278K时 气体的体积V0 100 20 0 2 cm3 104cm3 答案 能 测量温度的范围是 5 7 47 8 点评 本题易出错在 错将体积用刻度数乘以0 2cm3 漏掉了空心球的体积 错把摄氏温度当成热力学温度 计算时应采用热力学温度 2010 哈尔滨市模拟 如图所示 A气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体 温度为27 活塞与气缸底部距离为h 活塞截面积为S 气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物 质量为m 若不计一切摩擦 当气体的温度升高10 且系统稳定后 求重物m下降的高度 图甲所示是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V T图象 已知气体在状态A时的压强是1 5 105Pa 1 说出A到B过程中压强变化的情形 并根据图象提供的信息 计算图中TA的温度值 2 请在图乙坐标系中 作出由状态A经过状态B变为状态C的p T图象 并在图线相应位置上标出字母A B C 如果需要计算才能确定有关坐标值 请写出计算过程 答案 1 200K 2 如图所示 点评 在不同的图象中 只能表达两个状态参量的关系 第三个参量可通过状态方程或气体实验定律求得 如图为0 2mol的某种理想气体压强和温度关系图线 p0为标准大气压 则在状态B时 气体体积为多少 答案 5 6L 利用图 验证玻意耳 的实验装置来验证查理定律 1 为了完成这个实验 除了图中给出的器材外 还需要气压计 托盘天平 热水 凉水和 2 必须进行的实验步骤有 用托盘天平称出活塞和框架的质量M 用气压计读出实验室中的大气压强p0 按图安装器材 在框架两侧挂上钩码 使注射器的下半部分位于量杯之中 往量杯中加入适量的凉水 使注射器内的空气柱位于水面之下 过几分钟后 记下钩码的质量和活塞下表面的位置 同时 在量杯中加些热水 过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码 使 记下钩码的质量 同时 把步骤 重复4次 3 可用作图法来验证查理定律是否成立 该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是 纵坐标所代表的物理量及其单位是 使管中封闭气体中呈现另一状态 但要保证体积不变 即保持活塞下表面恢复到步骤1的位置 同时再测出水温 3 查理定律是等容变化 研究压强和温度的关系 使两坐标轴作为这两个变量的数轴即可 压强的单位是帕斯卡 符号是Pa 温度的单位是开尔文 符号是K 答案 1 温度计 2 用温度计测出水温 气体体积不变 测出水温 3 气体温度 开尔文 气体压强 帕斯卡 1697年法国物理学家帕平发明了高压锅 高压锅与普通铝锅不同 锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧 加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈 所以锅盖与锅体之间不会漏气 在锅盖中间有一排气孔 上面再套上类似砝码的限压阀 将排气孔堵住 当加热高压锅 锅内气体压强增加到一定程度时 气体就把限压阀顶起来 这时蒸气就从排气孔向外排出 由于高压锅内的压强大 温度高 食物容易煮烂 若已知排气孔的直径为0 3cm 外界大气压为1 0 105Pa 温度为20 要使高压锅内的温度达到120 则限压阀的质量应为多少 答案 0 024kg解析 选锅内气体为研究对象 则初状态 T1 293K p1 1 0 105Pa末状态 T2 393K由查理定律得