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1、气气 体体 的的 等等 温温 变变 化化玻玻意意耳耳定定律律1、温度、温度T热力学温度热力学温度：开尔文：开尔文 T=t 273 K2、体积、体积V就是气体所充满的容器的体积就是气体所充满的容器的体积.单位：有单位：有、升、升(L)、毫升毫升(mL)等等1 m3 103 升升=106 毫升毫升3、压强、压强 p产生：气体分子频繁碰撞容器壁产生：气体分子频繁碰撞容器壁而产生的容器单位面积上的压力而产生的容器单位面积上的压力.单位：单位：Pa（帕斯卡）帕斯卡）、大气压、大气压、mmHg柱等柱等1大气压大气压=760 mmHg柱柱=1.013 105 Pa一、气体的状态参量一、气体的状态参量7、如图
2、所示，开口向上竖直放置的玻璃管中，两、如图所示，开口向上竖直放置的玻璃管中，两段水银柱封闭着两段气体，它们的体积分别为段水银柱封闭着两段气体，它们的体积分别为V1、V2，两段水银柱的高度分别为两段水银柱的高度分别为h1、h2，且，且V1V2，h1 V2C、可能有可能有V1a2，p1 p2，V1V2 Ba1 p2，V1V2 Ca1=a2，p1 p2，V1V2 Da1=a2，p1V218在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质质量量为为M，气缸内有一，气缸内有一质质量量为为m的活塞，已知的活塞，已知Mm。活塞。活塞密封一部分理想气体。密封一部分理想气体。现对现
3、对气缸施一水平向左的拉力气缸施一水平向左的拉力F（如（如图图A）时时，气缸的加速度，气缸的加速度为为a1，封，封闭闭气体的气体的压压强强为为p1，体，体积为积为V1；若用同；若用同样样大小的力大小的力F水平向左推活水平向左推活塞，如塞，如图图B，此，此时时气缸的加速度气缸的加速度为为a2，封，封闭闭气体的气体的压压强强为为p2、体、体积为积为V2，设设密封气体的密封气体的质质量和温度均不量和温度均不变变。则则（）FFABD解见下页解见下页解：解：FFAB对整体对整体图图A：对活塞：对活塞 图图B：对汽缸：对汽缸 由玻马定律得由玻马定律得正确选项为正确选项为D025.上海市黄浦区上海市黄浦区08
4、年年1月期终测评卷月期终测评卷19A19A如图所示，长如图所示，长31cm内径均匀的细玻璃管，内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10cm长的空气长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动180o后，发后，发现水银柱长度变为现水银柱长度变为15cm，继续缓慢转动继续缓慢转动180o至开口至开口端向上。求：端向上。求：（1）大气压强的值；）大气压强的值；（2）末状态时空气柱的长度。）末状态时空气柱的长度。10cm31cm（1）等温变化）等温变化（2）解：解：10cm31cm025.上海市黄浦区上海市黄浦区08年年1
5、月期终测评卷月期终测评卷19B19B如图所示，长如图所示，长31cm内径均匀的细玻璃管，内径均匀的细玻璃管，开口向下竖直放置，齐口水银柱封住开口向下竖直放置，齐口水银柱封住10cm长的空气长的空气柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动柱，若把玻璃管在竖直平面内缓慢转动90o后至开口后至开口端水平，发现空气长度变为端水平，发现空气长度变为7.2cm。然后继续缓慢然后继续缓慢转动转动90o至开口向上。求：至开口向上。求：（1）大气压强的值。）大气压强的值。（2）末状态时空气柱的长度。）末状态时空气柱的长度。31cm10cm(1）等温变化）等温变化（2）解：解：31cm10cm028.上海普陀区上海普陀
6、区08年年1月期末调研试卷月期末调研试卷 1919、如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为、如图所示，一根粗细均匀的玻璃管长为80 cm，一一端开口，一端封闭。管内有一段端开口，一端封闭。管内有一段25 cm长的汞柱将一段长的汞柱将一段空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱长空气柱封闭于管中，当玻璃管水平放置时，空气柱长为为40 cm。问当玻璃管以玻璃管底问当玻璃管以玻璃管底O点为轴在竖直平面点为轴在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转过内沿逆时针方向缓慢转过90度后，玻璃管开口向下竖度后，玻璃管开口向下竖直放置时，管内空气柱长为多少直放置时，管内空气柱长为多少?（假设温度保持不变，（假设温度保持不
7、变，外界大气压为外界大气压为75cmHg）某同学解法为：某同学解法为：P1=75 cmHg P2=75-25=50 cmHg 此过程为等温变化：此过程为等温变化：P1V1=P2V2，L2=P1L1/P2=7540/50=60cm你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若你认为他的解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，也请说明理由，并且解出正确的结果。错误，也请说明理由，并且解出正确的结果。OP1V1=P2V2解解:这位同学解法是错误的。这位同学解法是错误的。因为因为60+2580，所以有水银漏出。，所以有水银漏出。设管内尚余汞柱设管内尚余汞柱xcm管内空气柱长管内空气柱长L=80-22
8、.67=57.33cmx=22.67cm7540=(75-x)(80-x)gk012.2008年高考理综宁夏卷年高考理综宁夏卷31(2)31、（9分）分）物理物理选修选修33 h一一定定质质量量的的理理想想气气体体被被活活塞塞封封闭闭在在可可导导热热的的气气缸缸内内，活活塞塞相相对对于于底底部部的的高高度度为为h，可可沿沿气气缸缸无无摩摩擦擦地地滑滑动动取取一一小小盒盒沙沙子子缓缓慢慢地地倒倒在在活活塞塞的的上上表表面面上上沙沙子子倒倒完完时时，活活塞塞下下降降了了h/4再再取取相相同同质质量量的的一一小小盒盒沙沙子缓慢地倒在活塞的上表面子缓慢地倒在活塞的上表面上外界天气的压强和温度始终保持上
9、外界天气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度底部的高度h解：解：本题考查玻马定律本题考查玻马定律,对气体作为研究对象对气体作为研究对象,分第一分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解解设大气和活塞对气体的总压强为设大气和活塞对气体的总压强为p0，加一小盒沙子，加一小盒沙子对气体产生的压强为对气体产生的压强为p，由玻马定律得：，由玻马定律得：由由式式得：得：再加一小盒沙子后，气体的压强变为再加一小盒沙子后，气体的压强变为p0+2p设第二设第二次加沙子后，活塞的高度为次加沙子后，活
10、塞的高度为h，由玻马定律得：，由玻马定律得：联立联立式式解得：解得：三、气体压强的微观意义三、气体压强的微观意义气体压强和单位时间内、单位面积上的分子的碰撞气体压强和单位时间内、单位面积上的分子的碰撞次数有关，次数越多，产生的压强越大，而碰撞次次数有关，次数越多，产生的压强越大，而碰撞次数多，需单位体积内的分子数多，所以和单位体积数多，需单位体积内的分子数多，所以和单位体积内的分子数有关；还和碰撞的强弱有关，气体的温内的分子数有关；还和碰撞的强弱有关，气体的温度越高，分子热运动越剧烈，气体的平均速率越大度越高，分子热运动越剧烈，气体的平均速率越大,对器壁的撞击越强，压强越大。对器壁的撞击越强，
11、压强越大。气体压强是由于大量的气体分子频繁的碰撞器壁而气体压强是由于大量的气体分子频繁的碰撞器壁而产生的，气体的压强就是大量的气体分子作用在器产生的，气体的压强就是大量的气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。壁单位面积上的平均作用力。反之若体反之若体积积减小减小为为原来的几分之一，原来的几分之一，则压则压强强增大增大为为原来的几倍，即原来的几倍，即压压强强与体与体积积成反比。成反比。这这就是就是玻意耳玻意耳定律。定律。四、玻意耳定律的微观解释四、玻意耳定律的微观解释一定一定质质量（量（m）的理想气体，其分子）的理想气体，其分子总总数（数（N）是一个）是一个定定值值，当温度（，当温度（T）保
12、持不）保持不变时变时，则则分子的平均速率分子的平均速率（v）也保持不）也保持不变变，当其体当其体积积（V）增大几倍）增大几倍时时，则单则单位体位体积积内的分子数内的分子数（n）变为变为原来的几分之一，因此气体的原来的几分之一，因此气体的压压强强也减也减为为原原来的几分之一；来的几分之一；gk001.2008年高考理综全国卷年高考理综全国卷.1919已已知知地地球球半半径径约约为为6.4 106 m，空空气气的的摩摩尔尔质质量量约约为为2.9 102 kg/mol，一一个个标标准准大大气气压压约约为为1.0 105 Pa。利利用用以以上上数数据据可可估估算算出出地地球球表表面面大大气气在标准状态
13、下的体积为（在标准状态下的体积为（）（A）4 1016 m3（B）4 1018 m3（C）4 1020 m3（D）4 1022 m3解见下页解见下页B 设整个大气质量为设整个大气质量为m，由于地球周围空间大气层，由于地球周围空间大气层的厚度的厚度hR，可以认为大气层各处的，可以认为大气层各处的g值相等值相等.整个地球表面受到大气压力的大小等于大气的重量整个地球表面受到大气压力的大小等于大气的重量F=p4R2=mg51019N解：解：备注：力是矢量，备注：力是矢量，F=p4R2是把地球表面展成平面是把地球表面展成平面时得到的力的大小；时得到的力的大小；m51018kg大气的大气的摩尔数摩尔数大气
14、在标准状态下的体积为大气在标准状态下的体积为gk008.2008年高考理综重庆卷年高考理综重庆卷 1616、地地面面附附近近有有一一正正在在上上升升的的空空气气团团，它它与与外外界界的的热热交交热热忽忽略略不不计计已已知知大大气气压压强强随随高高度度增增加加而而降降低低，则则该该气气团团在在此此上上升升过过程程中中（不不计计气气团团内内分分子子间间的的势势能）能）（）A体积减小，温度降低体积减小，温度降低B体积减小，温度不变体积减小，温度不变C体积增大，温度降低体积增大，温度降低D体积增大，温度不变体积增大，温度不变Cgk011.2008年高考物理海南卷年高考物理海南卷17（2）17、模块、模
15、块33试题试题（8分）如图，一根粗细均匀、分）如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔管内下部被活塞封住一定量的气但留有一抽气孔管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为体（可视为理想气体），气体温度为T1开始时，将开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时时,活塞下方气体的体积为活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容活塞上方玻璃管的容积为积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续。继续将
16、活塞上方抽成真空并密封整个将活塞上方抽成真空并密封整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变抽气过程中管内气体温度始终保持不变然后将密封的气体缓慢加热求：然后将密封的气体缓慢加热求：活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；当气体温度达到当气体温度达到1.8T1时气体的压强时气体的压强由玻意耳定律得：由玻意耳定律得：式中式中V是抽成真空后活塞下方气体体积是抽成真空后活塞下方气体体积 由盖由盖吕萨克定律得：吕萨克定律得：解得：解得：由查理定律得：由查理定律得：解得：解得：解：解：066.珠海市珠海市2008年高考模拟考试年高考模拟考试13 13（11分）如图，在一端开口、一
17、端封闭、粗细均分）如图，在一端开口、一端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段长为匀的玻璃管内，一段长为h=25cm的水银柱封闭着一定的水银柱封闭着一定质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，管内气柱长质量的理想气体，当玻璃管水平放置时，管内气柱长度为度为L1=20cm（如图（如图a），大气压强），大气压强P0=75cmHg，室温，室温t1=27将玻璃管转过将玻璃管转过90o，使它开口向上，并浸入，使它开口向上，并浸入热水中（如图热水中（如图b），待稳定后，测得玻璃管内气柱的），待稳定后，测得玻璃管内气柱的长度长度L2=17.5cm（1）求此时管内气体的温度）求此时管内气体的温度t2（2）保持管内气体的温度）保持管内气体的温度t2不变，不变，往玻璃管内缓慢加入水银，当封往玻璃管内缓慢加入水银，当封闭的气柱长度闭的气柱长度L3=14cm时，加入时，加入的水银柱长度是多少？（玻璃管的水银柱长度是多少？（玻璃管足够长）足够长）hL1（a）L2（b）解：（解：（1）L2hL1（a）（b）解得：解得：t2=77 （2）解得：解得：