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课件网) 理想气体状态方程应用 人教版选修3-3 物理 复习： 理想气体状态方程 三个实验定律 O p 1/V O p V 玻意耳定律 （等温） O p T 查理定律 （等容） O V T 盖-吕萨克定律 （等压） 理想气体： 压强不太大、温度不太低 微观解释 一、利用力学关系求封闭气体的压强 气缸模型 已知：气缸横截面积为S，质量为m，大气压为p0 求：封闭气体的压强p G p0 S pS p0 S+G=pS p0 S+mg=pS G p S p0 S p S+G=p0S p0 S pS 设：活塞与缸体间无摩擦，且密闭良好，气缸及活塞均保持静止 一、利用力学关系求封闭气体的压强 液柱模型 l 设：玻璃管内径均匀，液柱和玻璃管均保持静止 已知：液柱长l，横截面积S，液体密度为ρ，大气压为p0 求：封闭气体的压强p G p0 S pS p0 S+G=pS p0 S+ρlSg=pS G=mg m=ρV V=lS p=p0 +ρlg \ \ \ l G pS p0S G+pS=p0 S p=p0 －ρlg ρlSg+pS=p0 S l A B G p0 S pS p p p0 S+G=pS p=p0 +ρlg 二、实例应用 长为 100cm、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用 20cm水银柱封住 L1＝49 cm长的空气柱，如图所示．当开口竖直向下时(设当时大气压强为 76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？ ： 设末状态时(管口向下)无水银溢出， 根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2 解得 L2＝84 cm 84 cm＋20 cm>100 cm 所以，假设错误，会有水银溢出 设末状态管内水银柱长 x cm 则 p2＝(76－x) cmHg， V2＝(100－x)S 根据玻意耳定律 p1V1＝p2V2 x2＋176x＋2896＝0 解得 x＝18.4，x′＝157.6(舍去) 空气柱长度 =81.6 cm. 单位只要左右对称 二、实例应用 如图所示，两端封闭粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l2＝2l1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将(设原来温度相同) ( ) A．不动 B．向上运动 C．向下运动 D．无法确定 思路：假设管内水银柱相对玻璃管不动 Δp1 ？ Δp2 根据查理定律对于上段气柱有 同理对于下段气柱 由水银柱初始平衡 p1＝p2＋ρgh >p2 Δp1>Δp2， 水银柱向上移动 B G p2S p1S O p T A(T, p) T O V T A(V, p) T 等容变化 等压变化 假设管内水银柱相对玻璃管不动的前提下，对比两段空气柱的p-T图线 思考：如果玻璃管始终是水平放置的，结果又应该如何？ 答案：不会移动 二、实例应用 一容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为27℃，如果把它加热到127℃，从容器中逸出的气体质量是原来质量的多少倍？ 问题：容器中的气体显然不满足“一定质量的气体”这个条件 研究对象：没逸出和逸出的气体的总和 初态：T1＝(273＋27)K＝300 K，V1； 末态：T2＝(273＋127)K＝400 K，V2 = V1 ＋ΔV. 由盖—吕萨克定律 得 思路：等压变化 二、实例应用 一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa. 请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象 二、实例应用 一定质量的理想气体由状态A变为状态D，其有关数据如图甲所示，若状态D的压强是2×104 Pa. 请在甲、乙图中分别画出该状态变化过程的p－T图象，以及p－V图象 A B C D p /×104Pa V/m3 1 1 4 4 T /×102K 2 8 8 4 思路：理想气体状态方程 4 16 4 2 二、实例应用 A B C D p /×104Pa 2 V/m3 1 1 4 4 T /×102K 2 8 8 4 4 16 4 A B C D A B C D 思路： 温度T相同时，则有 一定质量的气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab，由图可以判断( ) A．ab过程中气体体积不断减小 B．bc过程中气体体积不断减小 C．cd过程中气 ... ...
