内容正文:
第八章 气 体
章末总结
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气体
气体的状态参量
温度(T):温度是分子平均动能的标志,T=t+273.15 K
体积(V)
压强(p):由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生
气体实验定律
玻意耳定律
(等温变化)
成立条件:m、T一定
表达式:pV=C
等温线:p-V图象(双曲线)、p- 图象(过原点的倾斜直线
查理定律
(等容变化)
成立条件:m、V一定
等容线:p-T图象(过原点的倾斜直线)
盖—吕萨克定律(等压变化)
成立条件:m、p一定
等压线:V-T图象(过原点的倾斜直线)
理想气体的状态方程
气体热现象的微观意义
USER (U) - 重点知识应以填空的形式出现
USER (U) - 做了修改
USER (U) - 做了修改
eq \f(1,V)
表达式:eq \f(p,T)=C
表达式:eq \f(V,T)=C
气体
理想气体的状态方程
理想气体:严格遵从气体实验定律的气体
理想气体的特点:无分子势能,分子间无相互作用力
理想气体状态方程的成立条件:m一定
气体热现象的微观意义
气体分子运动的特点
气体温度的微观意义
气体压强的微观意义
对气体实验定律的微观解释
气体的状态参量
气体实验定律
USER (U) - 做了修改
USER (U) - 做了修改
方程:eq \f(pV,T)=C或 eq \f(p1V1,T1)=eq \f(p2V2,T2)
专题整合区
一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
二、气体的图象问题
一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
1.玻意耳定律、查理定律、盖—吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例.
2.正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键.
3.求解压强的方法:(1)在连通器内灵活选取等压面,由两侧压强相等列方程求气体压强.(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、汽缸等)作为力学研究对象,分析受力情况,根据研究对象所处的不同状态,运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解.
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一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
4.注意气体实验定律或理想气体状态方程的适用条件,即适用于定质量的气体,对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题,巧妙地选取对象,使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题.
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一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
【例1】 如图1所示,两个侧壁绝热、顶部和底
部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部
均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两汽缸的
容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,
厚度可忽略).开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4.
图1
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USER (U) - 做了修改
USER (U) - 原 例1 改为【例1】
一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
现使汽缸底与一恒热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有挤压;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡.已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦.
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一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
求: (1)恒温热源的温度T;
解析 (1)设左、右活塞的质量分别为M1、M2,左、右活塞的横截面积均为S
由活塞平衡可知:p0S=M1g ①
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p0S=M2g+eq \f(p0S,3)得M2g=eq \f(2,3)p0S
②
一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
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打开阀门后,由于左边活塞上升到顶部,但对顶部无压力,所以下面的气体发生等压变化,而右侧上方气体的温度和压强均不变,所以体积仍保持eq \f(1,4)V0不变,所以当下面接触温度为T的恒温热源稳定后,活塞下方体积增大为(V0+eq \f(3,4)V0),
则由等压变化:eq \f(\f(1,2)V0+\f(3,4)V0,T0)=eq \f(V0+\f(3,4)V0,T) 解得T=eq \f(7,5)T0
答案 eq \f(7,5)T0
一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
解析 如图所示,当把阀门K打开重新达到平衡后,由于右侧上部分气体要充入左侧的上部,且由①②两式知M1g>M2g,打开活塞后,左侧活塞降至某位置,右侧活塞升到顶端,汽缸上部保持温度T0等温变化,汽缸下部保持温度T等温变化.设左侧上方气体压强为p,
(2)重新达到平衡后,左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.
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一、气体实验定律和理想气体状态方程的应用
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由pVx=eq \f(p0,3)·eq \f(V0,4),设下方气体压强为p2:p+eq \f(M1g,S)=p2,
解得p2=p+p0
所以有p2(2V0-Vx)=p0·eq \f(7V0,4