1. 首页
  2. 免费论文查重资讯

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

气体的等容变化和等压变化

——查理定律、盖·吕萨克定律

1.

气体的等容变化

1、等容变化:一定质量的气体在体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化。

2.查理定律:一定质量的某种气体,当体积不变时,各种气体的压强p与温度之间都有线性关系,如图所示,我们把它叫做查理定律.

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

注:B点纵坐标是0摄氏度的压强,并非大气压。

3.热力学温标的建立:

建立背景:由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出,在等容过程中,压强跟摄氏温度是一次函数关系,而不是简单的正比例关系。

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

如果把该图的AB直线延长至与横轴相交,把交点当做坐标原点,建立新的坐标系(图乙)此时压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义“气体压强为零时其温度为零”,由此可见,为了使一定质量的气体在体积不变的情况下,压强与体积成正比,只需要建立一种新的温标就可以了。

在现实中通过对大量的“压强不太大(相对标准大气压),温度不太低(相对于室温)”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大,温度不太低时,坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度,这就是热力学温度零点的物理意义。由此可见:热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。

在建立热力学温标之前,人们已经建立了华氏、摄氏温标,但这些温标都是与测温物质的热学性质有关,当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异,这种差异是不能克服的。而由热力学温标的建立可知:热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的,零点的确定与测温物质无关,因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标,它的零度不可能达到。又叫绝对零度。

4、查理定律的热力学温标描述:——查理定律:

(1).查理定律:一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比。

(2).表达式:

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

注:这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数,它们并不相等。这里的C与气体的种类、质量和压强有关。

(3).图像表述——等容线

等容线:一定质量的某种气体在等容变化过程中,压强p跟热力学温度T的正比关系p-T在直角坐标系中的图象叫做等容线.

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

①在P-T图线中,一定质量某种气体的等容线是一条反向延长线通过坐标原点的直线。

②图线上每一个点表示气体一个确定的状态,同一根等容线上各状态的体积相同.不在同一条等容线上点的体积与该条线上的体积一定不同。

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

③通过控制变量法,做出垂直于温度的等温线,如图所示。根据等温规律知质量相同的同种气体,压强大的体积小,可得 V2<V1。进而可得不同体积下的等容线,斜率越大,体积越小,由此可见:等压线的斜率表示体积的倒数。

(4)成立条件及适用范围:

成立条件:质量不变,体积不变

适用范围:压强不太大,温度不太低

(5)注意事项:

①查理定律是实验定律,由法国科学家查理通过实验发现的.

②在p/T=C中的C与气体的种类、质量、体积有关.

注意:p与热力学温度T成正比,不与摄氏温度成正比,但压强的变化p与摄氏温度t的变化成正比.

一定质量的气体在等容时,升高(或降低)相同的温度,所增加(或减小)的压强是相同的.

③解题时前后两状态压强的单位要相同,温度必须取国际单位制单位开尔文(K)

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

5、查理定律的摄氏温标描述:

对比查理定律分别以热力学温标和摄氏温标为温度单位的等容线,根据以摄氏温标为温度单位的等容线的特点,描述出查理定律的摄氏温标描述

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

不同点:摄氏温度的00C时的压强不是0,而热力学温标的0k时的压强为0 Pa,这个0 Pa可以看作由摄氏0度的压强值降低了273度后而得到的。

摄氏温标描述:

(1).文字描述:一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每升高(或a降低) 1℃,增加(或减少)的压强等于它0℃时压强的1/273.

(2).表达式:

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

其中pt是温度为t时的压强,p0是0 ℃时的压强.

(3).图像:

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

6、查理定律的微观解释

一定质量(m)的气体的总分子数(N)是一定的,体积(V)保持不变时,其单位体积内的分子数(n)也保持不变,当温度(T)升高时,其分子运动的平均速率(v)也增大,则气体压强(p)也增大;反之当温度(T)降低时,气体压强(p)也减小。

7、应用

①汽车、拖拉机里的内燃机,就是利用气体温度急剧升高后压强增大的原理,推动气缸内的活塞做功.

②打足了气的车胎在阳光下曝晒会胀破

③水瓶塞子会迸出来.

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

气体的等压变化

1、等压变化:一定质量的某种气体,在压强保持不变时, 体积随温度的变化叫做等压变化。

2、盖·吕萨克定律:

(1)文字描述:一定质量的某种气体,在压强p不变的情况下, 其体积V与热力学温度T成正比.

(2)公式:

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

注:这里的C与气体的种类、质量和体积有关。

(3)图像表述——等压线

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

等压线:一定质量的某种气体在等压变化过程中,体积V跟热力学温度T的正比关系V-T在直角坐标系中的图象叫做等压线.

图像特点:

①一定质量气体的等压线的V-T图象,是一条反向延长线经过坐标原点的直线,其斜率反映压强大小.

②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压强相同.不在同一条等压线上点的压强与该条线上的压强一定不同。

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

③通过控制变量法做垂直于横轴的等温线,如图所示,根据等温规律对质量相同的同种气体 体积大的压强小可得p2<p1 ,由此可看出不同压强下的等压线,斜率越大,压强越小, 可见:等压线的斜率表示压强的倒数。

(4)成立条件及适用范围:

成立条件:质量不变,压强不变

适用范围:压强不太大,温度不太低

(5)注意事项:

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在 V/T=C 中的C与气体的种类、质量、压强有关.

③ 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.

④温度单位必须转化成热力学温度的单位;解题时前后两状态的体积单位要统一.

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

6.盖·吕萨克定律也同样有摄氏温标描述.

(1)文字:一定质量的气体,在压强不变的情况下,温度每升高(或降低) 1℃,增加(或减少)的体积等于它0℃时体积的1/273.

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

3、盖-吕萨克定律的微观解释

一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的,要保持压强(p)不变,当温度(T)升高时,全体分子运动的平均速率V会增加,那么单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变),因此气体体积一定增大;反之当温度降低时,同理可推出气体体积一定减小。

习题演练

1. (2008年上海) 如图所示, 两端开口的弯管, 左管插入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则( )

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

A 弯管左管内外水银面的高度差为h

B 若把弯管向上移动少许, 则管内气体体积增大

C 若把弯管向下移动少许,右管内的水银柱沿管壁上升

D 若环境温度升高,右管内的水银柱沿管壁上升

2. 如图,水平放置的汽缸内壁光滑,一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分,两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时,A气体的体积是B的一半,A气体的温度是17ºC,B气体的温度是27ºC,活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体, 使A、B两部分气体的温度都升高10ºC,在此过程中活塞向哪个方向移动?

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

习题解析

1. ACD

封闭在弯管里面气体的压强处处相等,按右边计算为p=p0+ph,按左边计算p=p0+px,两次计算气体压强相等,故左管内外水银面高度差x也为h,A对;弯管上下移动,根据按右边计算压强的方程可知:封闭气体压强不变,再加上温度不变,则体积一定也不变,故B错C对;环境温度升高,封闭气体体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升,D对。

2.

设想先保持A、B的体积不变, 当温度分别升高10ºC时,

对A有

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

同理,对B有

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

由于pA=pB,

盖吕萨克定律(理想气体三大定律图像)

所以pA’>pB’ 故活塞向右移动。

本文综合来源于网络,如有侵权,请及时联系删除!

版权声明:本站部分文章来源或改编自互联网及其他公众平台,主要目的在于分享信息,版权归原作者所有,内容仅供读者参考,如有侵权请联系我们,如若转载,请注明出处:http://www.jucailoubg.com/6980.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。

联系我们

400-800-8888

在线咨询:点击这里给我发消息

邮件:admin@example.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息