高二物理气体的等容变化和等压变化

高二物理气体的等容变化和等压变化内容摘要：

饮料非常卫生和方便 ， 但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸 ． 我们通常用的可乐易拉罐容积 V＝ 355 (17 ℃ )罐内装有 ， 剩余空间充满 CO2气体 ，气体压强为 1 atm， 则保存温度不能超过多少。 • 答案： 75 ℃ 解析： 取 CO2气体为研究对象，则： 初态： p1＝ 1 at m ， T1＝ ( 273 ＋ 17) K ＝ 290 K 末态： p2＝ at m ， T2＝未知量 气体发生等容变化，由查理定律p2p1＝T2T1得： T2＝p2p1T1＝ 2901 K ＝ 348 K t ＝ ( 348 － 273) ℃ ＝ 75 ℃ . • 如图所示 ， 活塞的质量为 m， 大气压强为p0， 当密闭气体的温度由 T1升高到 T2时 ， 求： • (1)温度为 T2时气体的压强； • (2)温度为 T2时的气体体积 ． • (汽缸的横截面积为 S， 忽略活塞与汽缸间的摩擦 ， 温度 T1时气体的体积为 V1) • 思路点拨： 解析： ( 1) 以活塞为研究对象进行受力分析，如图所示．由平衡条件 pS ＝ mg ＋ p0S ，得 p ＝mgS＋ p0 ( 2) 由盖 — 吕萨克定律V1T1＝V2T2得： V2＝ V1T2T1. 答案： ( 1) mg S ＋ p 0 ( 2) V 1 T 2T1 • 【 反思总结 】 利用盖 —吕萨克定律解题的一般步骤 • (1)确定研究对象 ， 即某被封闭气体 ． • (2)分析状态变化过程 ， 明确初 、 末状态 ， 确认在状态变化过程中气体的质量和体积保持不变 ． • (3)分别找出初 、 末两状态的温度 、 压强或温度 、 体积 ． • (4)根据盖 —吕萨克定律列方程求解 ． • (5)分析所求结果是否合理 • 【 跟踪发散 】 2－ 1：一气象探测气球 ， 在充有压强为 atm(即 cmHg)、 温度为 ℃ 的氦气时 ， 体积为 km高空的过程中 ， 气球内氦气的压强逐渐减小至此高度上的大气压 cmHg， 气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变 ． 此后停止加热 ， 保持高度不变 ． 已知在这一海拔高度气温为－ ℃ .求： • (1)氦气在停止加热前的体积； • (2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积 ． • 解析： (1)在气球上升至海拔 km高空的过程中 ， 气球内氦气经历一等温过程 ． • 根据玻意耳定律有 p1V1＝ p2V2① • 式中 ， p1＝ cmHg， V1＝ m3， p2＝ cmHg， V2是在此等温过程末氦气的体积 ． • 由 ① 式得 • V2≈ m3② • (2)在停止加热较长一段时间后 ， 氦气的温度逐渐从 T1＝ 300 K下降到与外界气体温度相同 ，即 T2＝ 225 K． 这是一等压过程 ． 根据盖 —吕萨克定律有 • 答案： (1) m3 (2) m3 V 2T 1＝。