第八章2气体的等容变化和等压变化.docx

第八章2气体的等容变化和等压变化一定质量的某种气体，在体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化;在压强不变时， 体积随温度的变化叫做等压变化。气体的等容变化法国科学家查理（J.A. C. Charles, 17461823）在分析了实验事实后发现，当气体 的体积一定时，各种气体的压强与温度之间都有线性关系（图8.2-1甲），我们把它叫做查理 定律（Charles law）oPk MPi JOt/X2o273.15 T/K甲乙图8.2-1气体等容变化的图象从图8.2-1甲可以看出，在等容过程中，压强与摄氏温度才是一次函数关系，不是简 单的正比例关系。但是，如果把图8.2-1甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当做坐 标原点，建立新的坐标系（图8.2-1乙），那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。 图乙坐标原点的意义为“气体压强为0时其温度为0"。可以证明，当气体的压强不太大、 温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度。所以说，在p-T图象中，一定 质量某种气体的等容线是一条通过坐标原点的直线。这时，查理定律可以表述为：一定质量 的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比，即8兀写成等式的 形式就是p=C7或与=C其中C是比例常数。在我们的计算中，相当于大气压几倍的压强都可以算做“压强不太大”，零下几十摄氏 度的温度也可以算做“温度不太低”。这里的。和玻意耳定律表达式中的。都泛指比例常数，两者并不相等。“压强p与热力学温度7成正比”也可以表示为另外的形式，即包=21或包=宜Ti T2以pz T2气体的等压变化也可以用实验研究一定质量的某种气体在压强不变的情况下其体积V与热力学温度T 的关系。在V-T图象中，等压线是一条过原点的直线（图8.2-2）。VA图822压强不变时体积与温度的关系法国科学家盖一吕萨克(J. Gay-Lussac, 17781850)首先通过实验发现了这一线性关 系，我们把它叫做盖吕萨克定律(Gay-Lussaclaw：一定质量的某种气体，在压强不变的情 况下，其体积V与热力学温度T成正比，即VV=CT 或7 =C其中C是比例常数。盖-吕萨克定律表示成另外的形式就是V1V2”T1TiT2对272这里的。和玻意耳定律、查理定律表达式中的。都泛指比例常数，它们并不相等。【例题】如图823,某种气体在状态A时压强为2X105Pa,体积为1 nA温度为200Ko图8.2-3 求状态B和C的气体压强(1)它在等温过程中由状态A变为状态B,状态B的体积为2 n?。求状态B的压强。（2）随后，又由状态B在等容过程中变为状态C,状态C的温度为300 K。求状态C 的压强。【解】（1）气体由状态A变为状态B的过程遵从玻意耳定律。由aVa=PbVb得状态B的压强aVa 2X1O5X1.Pb=W=-2Pa=10 Pa（2）气体由状态B变为状态C的过程遵从查理定律。由PB=匹Tb Tc得状态C的压强Pb7c Pl Tb1O5X3OO =200Pa=1.5X105 Pa问题与练习1 .盛有氧气的钢瓶，在17的室内测得氧气的压强是931X106pa。当钢瓶搬到一13 的工地上时，瓶内氧气的压强变为8.15Xl（）6Pa。钢瓶是不是漏气？为什么？2 .如图8.2-4,向一个空的铝制饮料罐（即易拉罐）中插入一根透明吸管，接口用蜡密 封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易 “气温计”。已知铝罐的容积是360 cm3,均匀吸管内部的横截面积为0.2 cn?,吸管的有效 长度为20cm,当温度为25c时，油柱离管口 10cm。图8.2-4铝罐气温计（1）吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀?（2）估算这个气温计的测量范围。