20xx粵教版高中物理選修3-329習(xí)題課：理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用-資料下載頁
2024-12-09 13:26本頁面
【導(dǎo)讀】[目標(biāo)定位]，并能利用它分析解決實(shí)際問題.就要重新充氧．有一個(gè)車間，每天需要用1atm的氧氣400L，這瓶氧氣能用幾天？由V1→V2：p1V1＝p2V2，由→V3：p2＝p3V3，查理定律的分比形式：ΔpΔT＝pT或Δp＝ΔTTp.蓋·呂薩克定律的分比形式：ΔVΔT＝VT或ΔV＝ΔTTV.例3如圖3所示，粗細(xì)均勻一端封閉一端開口的U形玻璃管，當(dāng)t1＝31℃，8cm，則當(dāng)溫度t2是多少時(shí)，左管氣柱L2為9cm?V1＝L1·S＝8cm·S，T1＝304K；末狀態(tài)：p2＝p0＋2cmHg＝78cmHg，代入數(shù)據(jù)得：76cmHg×8cm·S304K＝78cmHg×9cm·ST. 解得：T2＝351K，則t2＝℃＝78℃.體的溫度為300K，大氣壓強(qiáng)p0＝×，如圖乙所示，取g＝10m/s2.活塞與氣缸底部之間的距離；所以活塞到達(dá)卡環(huán)處，氣體壓強(qiáng)為×105Pa.要使貯液筒中空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm，打氣筒應(yīng)打壓幾次？故還剩藥液－6L＝.同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何移動？
【正文】 105Pa的空氣 ， B中有溫度為 27℃ 、 壓強(qiáng)為 105Pa的空氣 ， 拔去銷釘 ， 使活塞可以無摩擦地移動但不漏氣 ， 由于容器壁緩慢導(dǎo)熱 ， 最后兩部分空氣都變成室溫 27℃ ， 活塞也停住 ， 求最后 A、 B中氣體的壓強(qiáng) ． 圖 4 答案 都為 105Pa 解析 對 A空氣，初態(tài)： pA＝ 105Pa， VA＝？， TA＝ 400K. 末態(tài)： pA′ ＝？， VA′ ＝？， TA′ ＝ 300K， 由理想氣體狀態(tài)方程 pAVATA＝ pA′ VA′TA′得： 105VA400 ＝pA′ VA′300 對 B空氣，初態(tài)： pB＝ 105Pa， VB＝？， TB＝ 300K. 末態(tài)： pB′ ＝？， VB′ ＝？， TB′ ＝ 300K. 由理想氣體狀態(tài)方程 pBVBTB＝ pB′ VB′TB′得： 105VB300 ＝pB′ VB′300 又 VA＋ VB＝ VA′ ＋ VB′ ， VA∶ VB＝ 2∶ 1， pA′ ＝ pB′ ， 聯(lián)立以上各式得 pA′ ＝ pB′ ＝ 105Pa. 題組四 理想氣體狀態(tài)方程的綜合應(yīng)用 5所示 ， 豎直放置在水平面上的氣缸 ， 其缸體質(zhì)量 M＝ 10kg， 活塞質(zhì)量 m＝ 5kg， 橫截面積 S＝ 2 10－ 3m2， 活塞上部的氣缸里封閉一部分理想氣體 ， 下部有氣孔 a與外界相通 ，大氣壓強(qiáng) p0＝ 105Pa， 活塞的下端與勁度系數(shù) k＝ 2 103N/m 的彈簧相連 ． 當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為 127 ℃ 時(shí)，彈簧的彈力恰好為零，此時(shí)缸內(nèi)氣柱長為 L＝ 20 ，氣缸對地面的壓力為零 ． (g取 10 m/s2， 活塞不漏氣且與氣缸壁無摩擦 ) 圖 5 答案 827℃ 解析 缸內(nèi)氣體初態(tài)： V1＝ LS＝ 20S， p1＝ p0－ mgS ＝ 104Pa， T1＝ (273＋ 127) K＝ 400K. 末態(tài)： p2＝ p0＋ MgS ＝ 105Pa. 氣缸和活塞整體受力平衡： kx＝ (m＋ M)g， 則 x＝ ?m＋ M?gk ＝ ＝ . 缸內(nèi)氣體體積 V2＝ (L＋ x)S＝ ， 對缸內(nèi)氣體根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有 p1V1T1＝ p2V2T2， 即 104Pa 20S400K ＝ 105Pa T2 ， 解得： T2＝ 1100K，即 t＝ 827℃ 12． 如圖 6 甲所示 ， 水平放置的氣缸內(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 ， B左面氣缸的容積為 V0， A、 B之間的容積為 塞在 B處 ， 缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為 (p0為大氣壓強(qiáng) )， 溫度為 297K， 現(xiàn)緩慢加熱氣缸內(nèi)的氣體 ， 直至達(dá)到 ． 求 ： 甲 乙 圖 6 (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)在圖乙中畫出整個(gè)過程的 p－ V圖象 ． 答案 (1)330K (2) (3)見解析圖 解析 (1)氣缸內(nèi)的氣體初態(tài)時(shí) p1＝ ， V1＝ V0， T1＝ 297K． 當(dāng)活塞剛離開 B處時(shí)，氣體的狀態(tài)參量 p2＝ p0， V2＝ V0， T2＝ p1T1＝ p2T2，得 ＝ p0TB，所以 TB＝ 330K. (2)隨著溫度不斷升高，活塞最后停在 A 處，此時(shí)氣體的狀態(tài)參量 p4＝ p， V4＝ ， T4＝． 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＝ 363K． 綜上可知，氣體在溫度由 297K升高到 330K過程中，氣體做等容變化；由 330K 升高到 363K 過程中，氣體做等壓變化；由 363K升高到 ，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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