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  • 2021-05-22 发布

高中物理 模块要点回眸 第11点 气体实验三定律的比较素材 新人教版选修3-3(通用)

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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 压强与温度 体积与温度 变量关系 成反比 成正比 成正比 公式 表达 pV=C p1V1=p2V2‎ =C = =C = 图象 表达 说明:(1)三定律的实验条件都要求压强不太大,温度不太低;(2)温度必须使用热力学温度.‎ 对点例题 长为‎100 cm的内径均匀的细玻璃管,一端封闭,另一端开口,当开口竖直向上时,用‎20 cm水银柱封住l1=‎49 cm长的空气柱,如图1所示,当开口竖直向下时(设当时大气压强为76 cmHg),管内被封闭的空气柱长为多少?‎ 图1‎ 解题指导 设玻璃管的横截面积为S,初状态:‎ p1=(76+20) cmHg,V1=l1S 设末状态时(管口向下)无水银溢出,管内被封闭的空气柱长为l2‎ p2=(76-20) cmHg,V2=l2S 根据玻意耳定律有:p1V1=p2V2,解得:l2=‎84 cm.‎ 因‎84 cm+‎20 cm=‎104 cm>‎100 cm(管长),这说明水银将要溢出一部分,原假设的末状态时(管口向下)无水银溢出不合理,求出的结果是错误的,故必须重新计算.‎ 设末状态管内剩余的水银柱长为x,则:‎ p2=(76-x) cmHg,V2=(100-x)S 根据玻意耳定律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)‎ 所求空气柱长度为:‎100 cm-x=‎81.6 cm.‎ 答案 ‎‎81.6 cm 易错辨析 (1)解物理题一定要注意分析讨论答案的合理性,否则像本题若求出空气柱长‎84 cm后,就草草收场,必然导致错误结果.‎ ‎(2)要注意挖掘题目中物理过程的多种可能性,对存在多种可能性的问题,求解时可假设其中一种情况进行推理论证.‎ 一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,初始时气体体积为3.0×10-‎3 m3‎.此时气体的温度和压强分别为 ‎300 K和1.0×105 Pa.一段时间后,测得气体的温度和压强分别为320 K和1.0×105 Pa.‎ ‎(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8.0×104 Pa,求此时气体的体积.‎ 答案 (1)3.2×10-‎3 m3‎ (2)4.0×10-‎‎3 m3‎ 解析 (1)以气缸内封闭气体为研究对象,初状态:‎ V1=3.0×10-‎3 m3‎,T1=300 K,p1=1.0×105 Pa 末状态:T2=320 K,p2=1.0×105 Pa 由理想气体状态方程 = 得V2==3.2×10-‎‎3 m3‎ ‎(2)由玻意耳定律得p2V2=p3V3‎ V3==4.0×10-3 m3‎

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