内容正文:
第二章 气体、固体和液体
第2节 气体的等温变化
一、气体的状态参量
生活中的许多现象都表明,气体的压强、体积、温度三个状态参量之间存在着一定的关系.
二.玻意耳定律
1、内容:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比.
2、表达式:pV=C p1V1=p2V2.或pV=常数或eq \f(p1,p2)=eq \f(V2,V1).
3、成立条件:①质量一定,温度不变.②温度不太低,压强不太大.
4、气体等温变化的pV图象:
(1)一定质量的气体,在p V图象中等温线是双曲线,双曲线上的每一个点,均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态,而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积都是相等的.一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线,且pV乘积越大,温度越高,如图6所示:T2>T1.
(2)一定质量气体的等温变化过程,也可以用p-eq \f(1,V)图象表示,如图7所示.等温线是通过原点的直线,由于气体的体积不能无穷大,所以靠近原点附近处应用虚线表示,该直线的斜率k=eq \f(p,\f(1,V))=pV∝T,即斜率越大,气体做等温变化的温度越高.
5.应用玻意耳定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象,并判断是否满足玻意耳定律的条件.
(2)确定初、末状态及状态参量(p1、V2;p2、V2).
(3)根据玻意耳定律列方程求解.(注意统一单位)
(4)注意分析隐含条件,作出必要的判断和说明.
(5)有时要检验结果是否符合实际,删去不符合实际的结果.
三、气体压强的求法
1.系统处于静止或匀速直线运动状态时,求封闭气体的压强
(1)连通器原理:在连通器中,同一液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强是相等的.
(2)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压强p=ρgh时,应特别注意h是表示液面间竖直高度,不一定是液柱长度.
(3)求由液体封闭的气体压强,应选择最低液面列平衡方程.
(4)求由固体封闭(如汽缸或活塞封闭)的气体压强,应对此固体(如汽缸或活塞)进行受力分析,列出力的平衡方程.
2.容器加速运动时,求封闭气体的压强
(1)当容器加速运动时,通常选择与气体相关联的液柱、固体活塞等作为研究对象,进行受力分析,画出分析图示.
(2)根据牛顿第二定律列出方程.
(3)结合相关原理解方程,求出封闭气体的压强.
(4)根据实际情况进行讨论,