高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第14點(diǎn) 氣體實(shí)驗(yàn)三定律的比較素材 粵教版選修3-3（通用）

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1、第14點(diǎn)　氣體實(shí)驗(yàn)三定律的比較 定律名稱 玻意耳定律 查理定律 蓋·呂薩克定律 控制變量 質(zhì)量一定溫度不變 質(zhì)量一定體積不變 質(zhì)量一定壓強(qiáng)不變 研究變量 壓強(qiáng)與體積 壓強(qiáng)與溫度 體積與溫度 變量關(guān)系 成反比 成正比 成正比 公式 表達(dá) pV＝C p1V1＝p2V2 ＝C ＝ ＝C ＝ 圖象 表達(dá) 說(shuō)明：(1)三定律的實(shí)驗(yàn)條件都要求壓強(qiáng)不太大，溫度不太低；(2)溫度必須使用熱力學(xué)溫度． 對(duì)點(diǎn)例題　長(zhǎng)為100 cm的內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管，一端封閉，另一端開(kāi)口，當(dāng)開(kāi)口豎直向上時(shí)，用20 cm水銀柱封住l1＝49 cm長(zhǎng)的空氣

2、柱，如圖1所示，當(dāng)開(kāi)口豎直向下時(shí)(設(shè)當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為76 cmHg)，管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)為多少？ 解題指導(dǎo)　設(shè)玻璃管的橫截面積為S，初狀態(tài)： 圖1 p1＝(76＋20) cmHg，V1＝l1S 設(shè)末狀態(tài)時(shí)(管口向下)無(wú)水銀溢出，管內(nèi)被封閉的空氣柱長(zhǎng)為l2 p2＝(76－20) cmHg，V2＝l2S 根據(jù)玻意耳定律有：p1V1＝p2V2，解得：l2＝84 cm. 因84 cm＋20 cm＝104 cm>100 cm(管長(zhǎng))，這說(shuō)明水銀將要溢出一部分，原假設(shè)的末狀態(tài)時(shí)(管口向下)無(wú)水銀溢出不合理，求出的結(jié)果是錯(cuò)誤的，故必須重新計(jì)算． 設(shè)末狀態(tài)管內(nèi)剩余的水銀柱長(zhǎng)為x，

3、則： p2＝(76－x) cmHg，V2＝(100－x)S 根據(jù)玻意耳定律p1V1＝p2V2 得：(76＋20)×49S＝(76－x)(100－x)S， 即：x2－176x＋2 896＝0， 解得：x≈18.4 cm，x′≈157.6 cm(舍去) 所求空氣柱長(zhǎng)度為：100 cm－x＝81.6 cm. 答案　81.6 cm 易錯(cuò)辨析　(1)解物理題一定要注意分析討論答案的合理性，否則像本題若求出空氣柱長(zhǎng)84 cm后，就草草收?qǐng)?，必然?dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果． (2)要注意挖掘題目中物理過(guò)程的多種可能性，對(duì)存在多種可能性的問(wèn)題，求解時(shí)可假設(shè)其中一種情況進(jìn)行推理論證． 一活塞將一定質(zhì)量

4、的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，初始時(shí)氣體體積為3.0×10－3 m3.此時(shí)氣體的溫度和壓強(qiáng)分別為300 K和1.0×105 Pa.一段時(shí)間后，測(cè)得氣體的溫度和壓強(qiáng)分別為320 K和1.0×105 Pa. (1)求此時(shí)氣體的體積． (2)再保持溫度不變，在活塞上施加一作用力，使穩(wěn)定后氣體壓強(qiáng)變?yōu)?.0×104 Pa，求此時(shí)氣體的體積． 答案　(1)3.2×10－3 m3　(2)4.0×10－3 m3 解析　(1)以氣缸內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)： V1＝3.0×10－3 m3，T1＝300 K，p1＝1.0×105 Pa 末狀態(tài)：T2＝320 K，p2＝1.0×105 Pa 由理想氣體狀態(tài)方程 ＝ 得V2＝＝3.2×10－3 m3 (2)由玻意耳定律得p2V2＝p3V3 V3＝＝4.0×10－3 m3