物理新导学笔记选修3-3江苏专用讲义模块要点回眸第11点含答案

第11点气体实验三定律的比较定律名称玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律控制变量质量一定温度不变质量一定体积不变质量一定压强不变研究变量压强与体积压强与热力学温度体积与热力学温度变量关系成反比成正比成正比公式表达pV=Cp1V1=p2V2=C==C=图象表达适用条件压强不太大,温度不太低对点例题如图1所示,导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上,用横截面积为S=1.0×10-2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞杆的另一端固定在墙上.外界大气压强p0=1.0×105Pa.当环境温度为27℃时,密闭气体的体积为2.0×10-3m3.图1(1)当环境温度缓慢升高到87℃时,汽缸移动了多少距离?(2)如果环境温度保持在87℃,对汽缸施加水平作用力,使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值,这时汽缸受到的水平作用力为多大?解题指导(1)气体等压变化=V2==×2.0×10-3m3=2.4×10-3m3汽缸移动的距离为Δl==m=4×10-2m.(2)从状态1→3气体等容变化=p3==Pa=1.2×105Pa(或从状态2→3气体等温变化p2V2=p3V3p3==Pa=1.2×105Pa)p3S=p0S+F所以F=(p3-p0)S=(1.2×105-1.0×105)×1.0×10-2N=200N.答案(1)4×10-2m(2)200N方法指导这类问题的处理方法:确定研究对象后,再分析初、末状态的变化.若p、V、T三个量都发生变化,则选用=C列方程.若某一个量不变,则选用合适的定律,列方程求解.一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,初始时气体体积为3.0×10-3m3.此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa.一段时间后,测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa.(1)求此时气体的体积.(2)再保持温度不变,在活塞上施加一作用力,使稳定后气体压强变为8.0×104Pa,求此时气体的体积.答案(1)3.2×10-3m3(2)4.0×10-3m3解析(1)以汽缸内封闭气体为研究对象,初状态:V1=3.0×10-3m3,T1=300K,p1=1.0×105Pa末状态:T2=320K,p2=1.0×105Pa由盖—吕萨克定律得=得V2==3.2×10-3m3(2)由玻意耳定律得p2V2=p3V3V3==4.0×10-3m3.

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