20xx人教版高中物理選修3-3第八章第3講理想氣體的狀態(tài)方程學(xué)案練習(xí)-資料下載頁
2024-11-28 20:05本頁面
【導(dǎo)讀】第3講理想氣體的狀態(tài)方程。[目標(biāo)定位]，并知道實(shí)際氣體在什么情況下可以看。成理想氣體.，并能應(yīng)用方程解決實(shí)際。1．定義：在任何溫度任何壓強(qiáng)下都嚴(yán)格遵從三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體．。2．實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時(shí)可當(dāng)成理。3．理想氣體是一種理想化的模型，是對(duì)實(shí)際氣體的科學(xué)抽象．。1．內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種理想氣體，在從一個(gè)狀態(tài)變化到另一。個(gè)狀態(tài)時(shí)，盡管p、V、T都可能改變，但是壓強(qiáng)跟體積的乘積。與熱力學(xué)溫度的比值保持不變．。的一種近似，就像力學(xué)中質(zhì)點(diǎn)、電學(xué)中點(diǎn)電荷模型一樣，突出矛盾的主要方面，①嚴(yán)格遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程．。②理想氣體分子本身的大小與分子間的距離相比可以忽略不計(jì)，分子可視為。③理想氣體分子除碰撞外，無相互作用的引力和斥力，故無分子勢(shì)能，理想。例1一水銀氣壓計(jì)中混進(jìn)了空氣，因而在27℃，外界大氣壓為758mmHg. 度降至－3℃時(shí)，這個(gè)氣壓計(jì)的讀數(shù)為743mmHg，求此時(shí)的實(shí)際大氣壓值為多。升高，壓強(qiáng)減小，體積減小
【正文】 氣體體積壓縮到 23V0，溫度升高到 47 ℃ .設(shè)大氣壓強(qiáng) p0＝ 105 Pa，活塞與汽缸壁的摩擦不計(jì)． (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)； (2)保持溫度不變，緩慢減小施加在活塞上的壓力使氣體體積恢復(fù)到 V0，求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)． 答案 (1) 105 Pa (2) 105 Pa 解析 (1)由理想氣體狀態(tài)方程得： p0V0T0＝ p1V1T1， 所以此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為： p1＝ p0V0T0 T1V1＝ 105 V0300 32023V0 Pa＝ 105 Pa. (2)由玻意耳定律得： p2V2＝ p3V3， 所以 p3＝ p2V2V3＝ 105 23V0V0 Pa＝ 105 Pa. 11．如圖 8－ 3－ 10 所示，一根兩端開口、橫截面積為 S＝ 2 cm2足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定 (插入水銀槽中的部分足夠深 )．管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長(zhǎng) L＝ 21 cm的氣柱，氣體的溫度為 t1＝ 7 ℃ ，外界大氣壓取 p0＝ 105 Pa(相當(dāng)于 75 cm高的汞柱的壓強(qiáng) )． 圖 8－ 3－ 10 (1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為 m＝ kg的砝碼，保持氣體的溫度 t1不變，則平衡后氣柱為多 長(zhǎng)？ (g＝ 10 m/s2) (2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到 t2＝ 77 ℃ ，此時(shí)氣柱為多長(zhǎng)？ 答案 (1)20 cm (2)25 cm 解析 (1)被封閉氣體的初狀態(tài)為 p1＝ p0＝ 105 Pa V1＝ LS＝ 42 cm3， T1＝ 280 K 末狀態(tài)壓強(qiáng) p2＝ p0＋ mgS ＝ 105 Pa V2＝ L2S， T2＝ T1＝ 280 K 根據(jù)玻意耳定律，有 p1V1＝ p2V2，即 p1L＝ p2L2 得 L2＝ p1p2L＝ 20 cm. (2)對(duì)氣體加熱后， 氣體的壓強(qiáng)不變， p3＝ p2， V3＝ L3S， T3＝ 350 K 根據(jù)蓋 — 呂薩克定律，有 V2T2＝ V3T3，即 L2T2＝ L3T3 得 L3＝ T3T2L2＝ 25 cm. 圖 8－ 3－ 11 12．如圖 8－ 3－ 11 所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在 A、B 兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在 A、 B 之間運(yùn)動(dòng)， B 左面汽缸的容積為 V0，A、 B 之間的容積為 B 處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 (p0為大氣壓強(qiáng) )，溫度為 297 K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至 K．求： (1)活塞剛離開 B 處時(shí)的溫度 TB； (2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng) p； (3)在圖 8－ 3－ 12 中畫出整個(gè)過程的 p V 圖線． 圖 8－ 3－ 12 答案 (1)330 K (2) (2)見解析圖 解析 (1)汽缸內(nèi)的氣體初態(tài)時(shí) p1＝ ， V1＝ V0， T1＝ 297 K．當(dāng)活塞剛離開 B處時(shí)，氣體的狀態(tài)參量 p2＝ p0， V2＝ V0， T2＝ TB，根據(jù) p1T1＝ p2T2，得 ＝ p0TB，所以 TB＝ 330 K. (2)隨著溫度不斷升高，活塞最后停在 A 處時(shí)，氣體的狀態(tài)參量 p4＝ p， V4＝ ， T4＝ K．根據(jù) p1V1T1＝ p4V4T4，得 ＝ ，解得 p＝ . (3)隨著溫度的升高，當(dāng)活塞恰好停在 A 處時(shí)，氣體的狀態(tài)參量 p3＝ p0， V3＝ ， T3＝ TA，由 p1V1T1＝ p3V3T3得 ＝ A，解得 TA＝ 363 K．綜上可知，氣體在溫度由 297 K升高到 330 K過程中，氣體做等容變化；由 330 K升高到363 K過程中，氣體做等壓變化；由 363 K升高到 K過程中，氣體做等容變化．故整個(gè)過程的 p V圖象如圖所示．
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