气体压强和温度的关系精选文档.ppt

气体压强和温度的关系本讲稿第一页，共十七页身边的物理现象本讲稿第二页，共十七页身边的物理现象本讲稿第三页，共十七页如何变量控制控制质量和体积不变本讲稿第四页，共十七页实验装置本讲稿第五页，共十七页实验数据记录本讲稿第六页，共十七页实验结论 一定质量气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比这个结论叫查理定律本讲稿第七页，共十七页 法国科学家贾奎斯亚历山大凯萨查理，法国科学家贾奎斯亚历山大凯萨查理，17461746年年1111月月1212日生日生于于法法国，国，年轻时广泛学习多种科学。年轻时广泛学习多种科学。1783年，年，37岁的查理意识到热气球的使用可能产生岁的查理意识到热气球的使用可能产生巨大的影响，因此在气球灌入氢，他认为氢比空气轻，巨大的影响，因此在气球灌入氢，他认为氢比空气轻，可以更有效的使气球上升。同年可以更有效的使气球上升。同年8月月27日，查理把他的日，查理把他的氢气球释放升空，这是人类第一次以氢气球成功的完成氢气球释放升空，这是人类第一次以氢气球成功的完成了无载人的飞行。其后数年间，这种灌氢的气球在法国了无载人的飞行。其后数年间，这种灌氢的气球在法国大行其道，被称为查理气球。同年大行其道，被称为查理气球。同年11月，查理乘坐月，查理乘坐热气球飞越巴黎，这是氢气球首次成功的载人飞行。热气球飞越巴黎，这是氢气球首次成功的载人飞行。1823 年年4月月7日，日，查理逝世于巴黎，享年查理逝世于巴黎，享年77岁。他以岁。他以物理学家、化学家、数学家、发明家留名科学史。物理学家、化学家、数学家、发明家留名科学史。历史回眸之一本讲稿第八页，共十七页 1787年，查理研究气体性质时，他量度氧、年，查理研究气体性质时，他量度氧、氮、氢、二氧化碳以及空气等气体在氮、氢、二氧化碳以及空气等气体在0与与100变化的情形，发现每种气体当体积维持一定时，变化的情形，发现每种气体当体积维持一定时，一定量的气体，其温度每升降一定量的气体，其温度每升降1摄氏度，其压强摄氏度，其压强会增减其在会增减其在0摄氏度时压强的摄氏度时压强的 1273，这就是著，这就是著名的查理定律。名的查理定律。历史回眸之二查理定律发现和热力学温标的诞生本讲稿第九页，共十七页 历史回眸之二查理定律发现和热力学温标的诞生本讲稿第十页，共十七页 历史回眸之二查理定律发现和热力学温标的诞生本讲稿第十一页，共十七页 历史上，在发现查理定律时，尚未建立热力学温标，历史上，在发现查理定律时，尚未建立热力学温标，因此在查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标，获得因此在查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标，获得的的p-t图像如右图所示：图像如右图所示：（1）请根据图像及坐标写出该图像的函数表达式：）请根据图像及坐标写出该图像的函数表达式：_；（2）现将上述一定量的气体（可视为理想气体）在）现将上述一定量的气体（可视为理想气体）在0时缓慢地压缩为原来时缓慢地压缩为原来体积的体积的45，然后保持这一，然后保持这一体积不变，改变温度，体积不变，改变温度，又获得一条等容线，试又获得一条等容线，试在上图中画出该等容线。在上图中画出该等容线。本讲稿第十二页，共十七页如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使两处设有限制装置，使活塞只能在活塞只能在A、B之间运动，之间运动，B左面汽缸的容左面汽缸的容积为积为V0，A、B之间的容积为之间的容积为0.1V0。开始时活。开始时活塞在塞在B处，缸内气体的压强为处，缸内气体的压强为0.9P0(P0为大气为大气压强压强)，温度为，温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，现缓慢加热汽缸内气体，直至直至399.3K。求：。求：(1)活塞刚离开活塞刚离开B处时的温度处时的温度TB；(2)缸内气体最后的压强缸内气体最后的压强P；(3)在下图中画出整个过程的在下图中画出整个过程的 P-V图线。图线。本讲稿第十三页，共十七页 如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃如图所示，一端封闭、粗细均匀的薄壁玻璃管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管管开口向下竖直插在装有水银的水银槽内，管内封闭有一定质量的空气，水银槽的截而积上内封闭有一定质量的空气，水银槽的截而积上下相同，是玻璃管截面积的下相同，是玻璃管截面积的5倍，开始时管内空倍，开始时管内空气柱长度为气柱长度为6cm，管内外水银面高度差为，管内外水银面高度差为50cm。将玻璃管沿竖直方向缓慢上将玻璃管沿竖直方向缓慢上移移(管口未离开槽中管口未离开槽中水银水银)，使管内外水银而高度差变成，使管内外水银而高度差变成60cm。(大大气压强相当于气压强相当于75cmHg)求：求：(1)此时管内空气柱的长度；此时管内空气柱的长度；(2)水银槽内水银面下降的高度；水银槽内水银面下降的高度；0.02m本讲稿第十四页，共十七页如图所示，一定量气体放在体积为如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，的容器中，室温为室温为T0=300K有一光滑导热活塞有一光滑导热活塞C(不不占体积占体积)将将容器分容器分成成A、B两室，两室，B室的体积是室的体积是A室的两倍，室的两倍，A室容器上连接有室容器上连接有一一U形管形管(U形管内气体的体积忽略不计形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度两边水银柱高度差为差为76cm，右室容器中连接有一阀门，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。，可与大气相通。(外界外界大气压等于大气压等于76cm汞柱汞柱)求：求：(1)将阀门将阀门K打开后，打开后，A室室的体积变成多少？的体积变成多少？(2)打开阀门打开阀门K后将容器内的气体从后将容器内的气体从300K分别分别加热到加热到400K和和540K，U形管内形管内两边水银面的两边水银面的高度差各为多少？高度差各为多少？本讲稿第十五页，共十七页(2)从从T0=300K升到升到T，体积为，体积为V0，压强，压强为为PA，等压过程，等压过程T=V0T0/VA1=(2V0/3)300/8=450KT1=400K450K，PA1=PA=P0，水银柱的，水银柱的高度差为高度差为0从从T=450K升高到升高到T2=540K等容过程，等容过程，PA/T=PA2/T2PA2=T2PA/T=5401/450=1.2atmT2=540K时，水银高度差为时，水银高度差为15.2cm本讲稿第十六页，共十七页U型管右管内径为左管的两倍，外界大气压型管右管内径为左管的两倍，外界大气压强强P0=75cmHg。左端封闭，封有长为。左端封闭，封有长为30cm的气的气柱，左右两管水银面高度差为柱，左右两管水银面高度差为37.5cm，左管封，左管封闭端下闭端下60cm处有一小塞子处有一小塞子D，若将小塞子，若将小塞子D拔去拔去(空气能进入，但水银不会流出空气能进入，但水银不会流出)，会在左管内，会在左管内产生一段新的空气柱。那么，产生一段新的空气柱。那么，(1)此时左管封闭端的气柱长度变为多少？此时左管封闭端的气柱长度变为多少？(2)新新产生的气柱长为多少？产生的气柱长为多少？30 60 37.5 D 本讲稿第十七页，共十七页