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《第八讲》气态方程与分子运动论
一.气体状态三参量:
1.温度:定义(1)物体的冷热程度(2)物体分子平均动能的标志,状态量
T=273+t,就每度的大小:1°C=1K0K是低温的极限。
2.体积:气体分子所充满的容器的容积(并非气体分子体积之和)
单位换算:1cm3(mL)=10-3dm3(L)=10-6m3ρ=m/V=μ/Vmol
标准状态(0℃,1atm)1moL的任何气体:Vmol=22.4L
3.压强:成因大量气体分子对器壁的频繁碰撞造成一个持续的压力。
定义:器壁单位面积上受到的压力。P=F/S
决定压强大小:P=nkT
注意:
大气压强:由于大气本身的重量而引起的压强。(也可用上面的定义)
液体压强:由于液体本身重量产生的;P=ρgh(与容器形状无关。)
PA=P0+ρgh
测量:压强计、托里拆利管。
单位换算:1标准大气压(atm)=76cmHg=10.3m水柱高=1.013×105帕。
1cmHg=1333Pa
二.理想气体的状态方程:(对应一定质量的气体)
(1)玻意耳定律:一定质量的气体在温度不变的条件下,它的压强与体积成反比。
P1V1=P2V2即PV=C
C与封闭气体的温度、质量有关。
(2)查理定律:一定质量的气体在体积不变时,它的压强与热力学温度成正比。
(3)盖·吕萨克定律:一定质量的气体在压强不变时,它的体积与热力学温度成正比。
(4)理想气体状态方程:
①理想气体:严格遵循三个气体实验定律的气体;
在温度不太低、压强不太大(常温、常压)时的实际气体可看成理想气体;
理想气体分子间的作用力不计,因此,它的内能仅由温度决定。
②理想气体状态方程:
对于一定质量的理想气体即:C与气体的质量有关。
(5)*克拉珀龙方程:适用条件:温度不太低、压强不太高时。(即对理想气体)R=8.31J/(moL·k)=0.082(大气压·升/开)
(6)密度公式:(该公式不要求质量一定,只要同种气体)
典型例题:
一、压强的计算:
1、如图所示,有一根长为20cm、横截面积为0.4cm2、开口向下竖直插在水中的玻璃管,水进入管内2cm,管内外水面高度差为100cm,大气压强为1.0×105Pa,管内气体的压强为。
(1.1×105Pa)
变化:若外界大气压增大,玻璃管将向(填“上”或“下”)(填“加速”、“减速”或“匀速”)运动。
2、如图所示为一根托里拆利管,如果当时大气压强为一个标准大气压,管顶离槽中水银面高70cm,则管顶内侧所受压强为(C)。
(A)76cmHg(B)70cmHg(C)6cmHg(D)0
变化:若管顶突然破裂,管内水银将向(填“上”或“下”)运动。
3、(06高考)如图所示,竖直放置的弯曲管A端开口,B端封闭,密度为ρ的液体将两段空气柱封闭在管内,管内液面高度差分别为h1、h2和h3,则B端气体的压强为(B)(已知大气压强为p0)。
(A)p0-ρg(h1+h2-h3)(B)p0-ρg(h1+h3)
(C)p0-ρg(h1-h2+h3)(D)p0-ρg(h1+h2)
4、如图所示,一端封闭的U形玻璃管横放在竖直平面内,管内有两段水银柱封闭着A、B两部分气体。各段水银柱的长均如图中标出的尺寸,则(BC)。
(A)气体A的压强为pA=p0+h1(B)气体B的压强为pB=pA+H
(C)气体B的压强为pB=p0+H(D)气体B的压强为pB=pA-h2
5、如图所示圆柱形汽缸,汽缸质量为M,活塞质量为m,活塞上表面水平,横截面积为S,下表面与上表面的夹角为θ,大气压强为P,求下列情况下缸内气体的压强p0。
(1)汽缸开口向上、竖直放在水平地面上。
(2)拉住活塞将汽缸提起并静止在空中。
(3)将汽缸竖直倒挂。
(4)拉住活塞将汽缸提起并使其一起向上以加速度a匀加速上升。
二、水银柱、活塞移动问题:
BA1、如图所示,管中的水银柱将气体隔开,并置于如图位置,此时A、B初温分别为270C和770C,如果两边的温度都比原来升高400
B
A
ABA、左方B、右方C、不动D、都有可
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