体积和温度的关系

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1、等压过程1．等压过程：气体在压强不变的情况下发生的状态变化过程叫做等压过程．2．一定质量气体的等压变化．演示：如图所示，改变瓶中气体温度，上下移动A管使U型管中两水银面保持在同一水平位置（即使瓶中的气体压强保持等于外界大气压强不变）可得到，气体温度升高，体积增大；气体温度降低，体积减小．3．盖·吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度成正比（VT）.可写成　　　　　　　或（1）盖·吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的．（2）成立条件：气体质量一定，压强不变．（3）在V/t

2、=C中的C与气体的种类、质量、压强有关．注意：V正比于T而不正比于t，但Vt（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的体积是相同的．（5）解题时前后两状态的体积单位要统一．4．等压线（1）等压线：一定质量的某种气体在等压变化过程中，体积V与热力学温度T的正比关系在V－T直角坐标系中的图象叫做等压线．（2）一定质量气体的等压线的V－T图象，其延长线经过坐标原点，斜率反映压强大小，如图所示．（3）一定质量气体的等压线的物理意义①图线上每一个点表示气体一个确定的状态，同一根等压线上各状态的

3、压强相同．②不同压强下的等压线，斜率越大，压强越小（同一温度下，体积大的压强小）如图所示ｐ2<ｐ1．体积为V＝100cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管，管上共有N＝101个刻度，设长管与球连接处为第一个刻度，以后顺序往上排列，相邻两刻度间管的体积为0.2cm3，水银液滴将球内空气与大气隔开，如图所示．当温度t＝5℃时，水银液滴在刻度为N＝21的地方．那么在此大气压下，能否用它测量温度？说明理由，若能，求其测量范围．(不计热膨胀)．解析：首先应明确气体做等压变化，符合盖·吕萨克定律条件，根据该定律及其推论由体积变化进而求温

4、度的变化．因为管口和大气相通，所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀，气体是等压变化，根据盖·吕萨克定律：温度的增加与体积的增加成正比，所以可以用来测量温度．测量温度的范围应该为气体的体积从V1＝100cm3等压变化到V2＝100cm3＋100×0.2cm3＝120cm3，这个范围所对应的气体温度T1～T2之间，根据题意当T0＝273K＋5K＝278K时，气体的体积V0＝(100＋20×0.2)cm3＝104cm3.答案：能；测量温度的范围是－5.7℃～47.8℃.点评：本题易出错在：①错将体积用刻度数乘以0.2cm3，漏掉了

5、空心球的体积．②错把摄氏温度当成热力学温度．③计算时应采用热力学温度．(2010·哈尔滨市模拟)如图所示，A气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体，温度为27℃，活塞与气缸底部距离为h，活塞截面积为S.气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物，质量为m.若不计一切摩擦，当气体的温度升高10℃且系统稳定后，求重物m下降的高度．图甲所示是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象．已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa.(1)说出A到B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图中TA的温度值．(2)请在图乙坐

6、标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的p－T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定有关坐标值，请写出计算过程．答案：(1)200K(2)如图所示．点评：在不同的图象中，只能表达两个状态参量的关系，第三个参量可通过状态方程或气体实验定律求得．如图为0.2mol的某种理想气体压强和温度关系图线，p0为标准大气压，则在状态B时，气体体积为多少？答案：5.6L利用图“验证玻意耳”的实验装置来验证查理定律．(1)为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和________．

7、(2)必须进行的实验步骤有：①用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出实验室中的大气压强p0.按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中．往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下．过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下表面的位置．同时________．②在量杯中加些热水，过几分钟后在框架两侧加挂适当质量的钩码，使______，记下钩码的质量．同时______．③把步骤②重复4次．(3)可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是________，纵坐标所代表的

8、物理量及其单位是________．②使管中封闭气体中呈现另一状态，但要保证体积不变，即保持活塞下表面恢复到步骤1的位置，同时再测出水温．(3)查理定律是等容变化，研究压强和温度的关系，使两坐标轴作为这两个变量的数轴即可．压强的单位是帕斯卡，符号是Pa，温度的单位是开尔文，符号是K.答案：(