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选修3 第二章 气体、固体和液体
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气体的等压变化和等容变化
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使用次数:103
更新时间:2021-10-13
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1.

如图( a )所示, 系留气球 是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球,作为一种长期留空平台,具有广泛用途。图( b )为某一 系留气球 的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔,主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体),副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时,活塞与左挡板刚好接触,弹簧处于原长状态。在气球升空过程中,大气压强逐渐减小,弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时,活塞与右挡板刚好接触,氦气体积变为地面时的 1.5 倍,此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的 。已知地面大气压强 p 0 =1.0×10 5 Pa 、温度 T 0 =300K ,弹簧始终处于弹性限度内,活塞厚度忽略不计。

1 )设气球升空过程中氦气温度不变,求目标高度处的大气压强 p

2 )气球在目标高度处驻留期间,设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时,弹簧压缩量为左、右挡板间距离的 。求气球驻留处的大气温度 T

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题型:解答题
知识点:气体的等压变化和等容变化
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【答案】

(1) ;(2)

【详解】

1 )汽缸中的温度不变,则发生的是等温变化,设气缸内的气体在目标位置的压强为 ,由玻意耳定律

解得

由目标处的内外压强差可得

解得

2 )有胡克定律 可知弹簧的压缩量变为原来的 ,则活塞收到弹簧的压强也变为原来的 ,即

设此时气缸内气体的压强为 ,对活塞压强平衡可得

由理想气体状态方程可得

其中

解得

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 查理定律(等容定律) 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 查理定律(等容定律)的定义

查理定律:

1.概念:一定质量的某种气体,在体积不变时,压强随温度的变化叫做等容变化
2.规律: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——查理定律
3.公式:
4.推论:
5.图像:
图线是过原点的直线,体积越大,斜率越小,即图线是过定点的直线,的压强。
6.条件:m一定,p不太大,T不太低
7.微观解释:一定质量的理想气体,说明气体总分子数Ⅳ不变。气体体积V不变,则单位体积内的分子数不变。当气体温度升高时,分子的平均动能增大,则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多,且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大,因此气体压强p将增大

◎ 查理定律(等容定律)的知识扩展
1、查理定律描述了气体的等容变化规律,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:,C是比例常数或。   
2、一定质量的某种气体,等容变化的p-T图象是过原点的直线,称为等容线。一定质量的气体,不同体积下的等容线不同。
◎ 查理定律(等容定律)的教学目标
1、知道什么是等容变化。
2、掌握的查理定律内容和公式表达。
3、理解p-T图上等容变化的图线及物理意义。
4、会用查理定律解决有关问题。
◎ 查理定律(等容定律)的考试要求
能力要求:应用
课时要求:60
考试频率:常考
分值比重:6
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气体的等压变化和等容变化
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