高二物理氣體的等容變化和等壓變化(編輯修改稿)
2024-12-19 11:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 飲料非常衛(wèi)生和方便 ， 但如果劇烈碰撞或嚴(yán)重受熱會導(dǎo)致爆炸 ． 我們通常用的可樂易拉罐容積 V＝ 355 (17 ℃ )罐內(nèi)裝有 ， 剩余空間充滿 CO2氣體 ，氣體壓強(qiáng)為 1 atm， 則保存溫度不能超過多少 ？ ? 答案： 75 ℃ 解析： 取 CO2氣體為研究對象，則： 初態(tài)： p1＝ 1 at m ， T1＝ ( 273 ＋ 17) K ＝ 290 K 末態(tài)： p2＝ at m ， T2＝未知量 氣體發(fā)生等容變化，由查理定律p2p1＝T2T1得： T2＝p2p1T1＝ 2901 K ＝ 348 K t ＝ ( 348 － 273) ℃ ＝ 75 ℃ . ? 如圖所示 ， 活塞的質(zhì)量為 m， 大氣壓強(qiáng)為p0， 當(dāng)密閉氣體的溫度由 T1升高到 T2時 ， 求： ? (1)溫度為 T2時氣體的壓強(qiáng)； ? (2)溫度為 T2時的氣體體積 ． ? (汽缸的橫截面積為 S， 忽略活塞與汽缸間的摩擦 ， 溫度 T1時氣體的體積為 V1) ? 思路點(diǎn)撥： 解析： ( 1) 以活塞為研究對象進(jìn)行受力分析，如圖所示．由平衡條件 pS ＝ mg ＋ p0S ，得 p ＝mgS＋ p0 ( 2) 由蓋 — 呂薩克定律V1T1＝V2T2得： V2＝ V1T2T1. 答案： ( 1) mg S ＋ p 0 ( 2) V 1 T 2T1 ? 【 反思總結(jié) 】 利用蓋 —呂薩克定律解題的一般步驟 ? (1)確定研究對象 ， 即某被封閉氣體 ． ? (2)分析狀態(tài)變化過程 ， 明確初 、 末狀態(tài) ， 確認(rèn)在狀態(tài)變化過程中氣體的質(zhì)量和體積保持不變 ． ? (3)分別找出初 、 末兩狀態(tài)的溫度 、 壓強(qiáng)或溫度 、 體積 ． ? (4)根據(jù)蓋 —呂薩克定律列方程求解 ． ? (5)分析所求結(jié)果是否合理 ? 【 跟蹤發(fā)散 】 2－ 1：一氣象探測氣球 ， 在充有壓強(qiáng)為 atm(即 cmHg)、 溫度為 ℃ 的氦氣時 ， 體積為 km高空的過程中 ， 氣球內(nèi)氦氣的壓強(qiáng)逐漸減小至此高度上的大氣壓 cmHg， 氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變 ． 此后停止加熱 ， 保持高度不變 ． 已知在這一海拔高度氣溫為－ ℃ .求： ? (1)氦氣在停止加熱前的體積； ? (2)氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積 ． ? 解析： (1)在氣球上升至海拔 km高空的過程中 ， 氣球內(nèi)氦氣經(jīng)歷一等溫過程 ． ? 根據(jù)玻意耳定律有 p1V1＝ p2V2① ? 式中 ， p1＝ cmHg， V1＝ m3， p2＝ cmHg， V2是在此等溫過程末氦氣的體積 ． ? 由 ① 式得 ? V2≈ m3② ? (2)在停止加熱較長一段時間后 ， 氦氣的溫度逐漸從 T1＝ 300 K下降到與外界氣體溫度相同 ，即 T2＝ 225 K． 這是一等壓過程 ． 根據(jù)蓋 —呂薩克定律有 ? 答案： (1) m3 (2) m3 V 2T 1＝
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