氣體實(shí)驗(yàn)定律-理想氣體的狀態(tài)方程-閱讀頁(yè)
2025-05-02 05:18本頁(yè)面
【正文】 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、。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）在右圖中畫出整個(gè)過(guò)程的pV圖線。呂薩克定律可得VA/TA=VB/TB所以（2）由圖甲可以看出，從B到C是一個(gè)等容變化，根據(jù)查理定律得 PB/TB=PC/TCA BC0 1 2 3 4 T/100KP/105pa所以則可畫出由狀態(tài)A經(jīng)B到C的P—T圖象如圖所示．【點(diǎn)評(píng)】在不同的圖象中，只能表達(dá)兩個(gè)狀態(tài)參量的關(guān)系，第三個(gè)參量可通過(guò)狀態(tài)方程或氣體實(shí)驗(yàn)定律求得．[課堂練習(xí)]1．A2．3．解：從開口端開始計(jì)算：右端為大氣壓p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同，所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb= p0+ρg（h2h1），而a氣柱的壓強(qiáng)為pa= pbρgh3= p0+ρg（h2h1h3）．點(diǎn)評(píng)：此類題求氣體壓強(qiáng)的原則就是從開口端算起（一般為大氣壓），沿著液柱在豎直方向上，向下加ρgh，向上減ρgh即可（h為高度差）．4．【分析】溫度升高、Hg移動(dòng)時(shí)，兩部分空氣的三個(gè)狀態(tài)參量（T、p、V）都會(huì)發(fā)生變化，且雙方互相牽制，將給判斷帶來(lái)很大困難．為此，可作一設(shè)想，即先假設(shè)溫度升高時(shí)水銀柱不動(dòng)，兩部分氣體發(fā)生等容變化．然后比較它們壓強(qiáng)的變化量，水銀柱應(yīng)朝著壓強(qiáng)變化量較小的那一方移動(dòng)．【解】（1）公式法：假定兩段空氣柱的體積不變，即V1，V2不變，初始溫度為T，當(dāng)溫度升高△T時(shí)，空氣柱a的壓強(qiáng)由pa增至p39。a－pa，空氣柱b的壓強(qiáng)由pb增至p39。b－pb．由查理定律得： 因?yàn)閜b=pa+ph＞pa，所以△pa＜△pb，即溫度升高時(shí)下部氣體壓強(qiáng)的增量較大，水銀柱應(yīng)向上移動(dòng)．（2）圖象法：作出上、下兩部分氣體的等容線由于原來(lái)下部壓強(qiáng)大于上部壓強(qiáng)，即Pb＞Pa，因此下部氣體等容線的斜率較大．溫度升高△T后由圖象知下部氣體的壓強(qiáng)變化量也較大，即△Pb＞△Pa．所以水銀柱將向上移動(dòng)．5．【分析】?jī)刹糠謿怏w通過(guò)液體相連，壓強(qiáng)之間的關(guān)系是：初態(tài)PA1h=PB1 末態(tài)PA2=PB2 U型玻璃管要注意水銀面的變化，一端若下降xcm另一端必上升xcm，兩液面高度差為2xcm，則兩液面相平時(shí)，B液面下降h/2，A管液面上升h/2，在此基礎(chǔ)上考慮活塞移動(dòng)的距離．【解答】（1）取B部分氣體為研究對(duì)象初態(tài)：PB1=766=70（cmHg） VB1=11S(cm3)末態(tài)： PB2=p VB2=(11+3)S(cm3)根據(jù)玻意耳定律 PB1VB1=PB2VB2取A部分氣體為研究對(duì)象初態(tài)：pA1=76(cmHg) VA1=11s(cm3)末態(tài)： pA2=pB2=55(cmHg) VA2=L’S(cm3)根據(jù)玻意耳定律 pA1VA1=pA2VA2對(duì)于活塞的移動(dòng)距離：h39。+3L=+311=(cm)（2）由于活塞處于平衡狀態(tài)，可知F+pA2S=P0SF=P0SPS【點(diǎn)評(píng)】U型管粗細(xì)相同時(shí)，一側(cè)水銀面下降hcm，另一側(cè)水銀面就要上升hcm，兩部分液面高度差變化于2hcm，若管子粗細(xì)不同，應(yīng)該從體積的變化來(lái)考慮，就用幾何關(guān)系解決物理問(wèn)題是常用的方法．D B II，23，2:1 （1）＝，TB＝333K，（2）＝，p＝，（3）
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