20℃,现将右端空气柱降为0℃,左端空气柱降为10℃,则管中水银柱将( ) A.不动 B.向左移动C.向右移动 D.无法确是否移动 6. 图4
如图4所示,两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱,将管内气体分为两.已知l2=2l1,若使两气体同时升高相同的温度,管内水银柱将如何移动?(设原来温度相同)
1.一质量的气体保持其压强不变,若热力学温度降为原来的一半,则气体的体积变为原来的( )
A.四倍 B.二倍 C.一半 D.四分之一
2.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,主要原因是( ) A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小 C.白天气温升高,大气压强变大 D.瓶内气体压强因温度降低而减小
3.在密封容器中装有某种气体,当温度从50℃升高到100℃时,气体的压强从p1变到p2,则( )
A.p1p=1 B.p1=2 22p21C.p1323pp=373 D.1<1
p<2 22
4.对于一质量的气体,以下说法正确的是( ) A.气体做容变化时,气体的压强和温度成正比
B.气体做容变化时,温度升高1℃,增加的压强是原来压强的1/273 C.气体做容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D.由查理律可知,容变化中,气体温度从t1升高到t2时,气体压强由p1增加到p2,则p2=p1[1+(t2-t1)/273]
5.一质量的气体,如果保持它的压强不变,降低温度,使它的体积为0℃时的1
n倍,则此时气体的温度为( )
A.-273/n ℃ B.-273(1-n)/n ℃
C.-273(n-1)/n ℃ D.273n(n-1) ℃
6.一质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5℃升到10℃,体积的
增量为ΔV1;温度由10℃增到15℃,体积的增量为ΔV2,则( )
A.ΔV1=ΔV2 B.ΔV1>ΔV2
C.ΔV1<ΔV2 D.无法确
7.
图5
如图5所示,一端封闭、一端开口的U形管竖直放置,管中有两段水银柱封闭着a、b两气体,若保持a气体温度不变,使b气体温度升高,则( ) A.a的体积和压强不变;b的体积变大,压强不变 B.a的体积变小,压强变大;b的体积变大,压强变小 C.a的体积变小,压强变大;b的体积变大,压强不变 D.a和b的体积都变大,压强都变小 8. 图6
如图6所示,两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B,竖直插入同一水银槽中,各用一段水银柱封闭着一质量同温度的空气,空气柱长度H1>H2,水银柱长度h1>h2,今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变),则两管中气
柱上方水银柱的移动情况是( )
A.均向下移动,A管移动较多
B.均向上移动,A管移动较多
C.A管向上移动,B管向下移动
D.无法判断
9.
图7
如图7所示,A、B两容器容积相,用粗细均匀的细玻璃管连接,两容器内装有不同气体,细管有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A中气体的温度为0℃,B中气体温度为20℃,如果将它们的温度都降低10℃,则水银柱将( )
A.向A移动 B.向B移动 C.不动 D.不能确
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答 案 10. 图8
如图8所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙的地面上,汽缸内被活塞封闭着一质量的空气.汽缸质量为M=10 kg,缸壁厚度不计,活塞质量m=5.0 kg,其圆面积S=50 cm2
,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力.现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力?(大气压强p5
0=10 Pa,g取10 m/s2
)
11.一质量的空气,27℃时的体积为1.0×10-2
m3
,在压强不变的情况下,温度升高100℃时体积是多大? 第2课时 查理律 盖·吕萨克律
课前预习练
1.压强p 热力学温度T p2T1
T 2T22.体积V 热力学温度T V2T1
T T 22
3.B [一质量的气体体积不变时,压强与热力学温度成正比,即p1p2
T=,得1T2T=p2T1
2p=2T1,B正确.]
1
4.D [根据查理律p1p2T2373373
T=得p2=Tp1=p1,即压强变为原来的倍.p2-p1
1T21323323
=(373323-1)p5050
1=323p1,气体压强比原来增加了323,所以正确答案为D.]
5.A [一质量的气体,压强保持不变时,其热力学温度和体积成正比,则温度升高,体积增大;温度降低,体积减小;温度不变,体积也不发生变化,故A正确.]
6.B [此情景为压过程,有两个状态.
t1=30刻线,V1=30S和t2=90刻线,V2=36S
设T=t1
刻线+x,则由盖·吕萨克律得
Vt=V2
1+xt2+x 即30S30刻线+x=36S90刻线+x解得x=270刻线,所以绝对零度相当于-270刻线,选B.] 课堂探究练 1.0.38 atm
解析 忽略灯泡容积的变化,气体为容变化,找出气体的初、末状态,运用查理律即可求解.
灯泡内气体初、末状态的参量分别为
气体在500 ℃,p1=1 atm,T1=(273+500)K=773 K. 气体在20℃时,热力学温度为T2=(273+20)K=293 K.
由查理律p1T=p2
得
1T2
p=T2293
2Tp1=×1 atm≈0.38 atm
1773
方法总结 一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,即pp1p2
T=常量或T=.
1T2
2.C [由查理律得Δp=pTΔT.一质量的气体在体积不变的条件下ΔpΔT=恒量,温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃,ΔT=10 K相同,故压强的增量Δp1=Δp2,C项正确.]
方法总结 查理律的重要推论:一质量的气体,从初状态(p、T)开始,发生一
个容变化过程,其压强的变化量Δp与温度的变化量ΔT间的关系为:ΔppΔT=T或
Δp1Δp2
ΔT=. 1ΔT2
3.1 cm
解析 当水温升高时,筒内的气体发生的一个压变化过程.设筒底露出水面的高度为h.当t1=7℃即T1=280 K时,V1=14 cm长气柱;当T2=300 K时,V2
=(14 cm+h)长气柱.由压过程的关系有V2T=V1T,即14+h=14
,解得h=1 cm,
21300280
也就是钢筒露出水面的高度为1 cm.
方法总结 一质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度
T成正比,即VV1V2
T=常量或T=.
1T2
4.A [由盖·吕萨克律V1T=V2可得V1=ΔV,即ΔV=ΔT·VΔV5
1,所以1=
1T2T1ΔTT1278
×V5V1V2
1,ΔV2=283×V2(V1、V2分别是气体在5℃和10℃时的体积),而278=283,
所以ΔV1=ΔV2,A正确.]
方法总结 盖·吕萨克律的重要推论:一质量的气体从初状态(V、T)开始发生压变化,其体积的改变量ΔV与温度的变化量ΔT之间的关系是:ΔVVΔV1
ΔT=T或ΔT1
=ΔV2ΔT 2
5.C [设降温后水银柱不动,则两段空气柱均为容变化,初始状态左右压强相,即p左=p右=p
对左端Δp左ΔT=p左,则ΔpΔT左10
左=p左=293p
左T左T左同理右端Δp20
右=293
p
所以Δp右>Δp左即右侧压强降低得比左侧多,故液柱向右移动,选项C正确.]6.水银柱将向上移动
解析 假设上、下两气体的体积不变, 由查理律得到Δp=
ΔT上
Tp,则
对上端ΔpΔT上=Tp上
上
对下端ΔpΔT下
下=Tp下
下
其中ΔT上=ΔT下,T上=T下,p上
所以Δp上<Δp下,即下端压强升高得比上端多,故液柱向上移动.
方法总结 此类问题研究三个状态参量(p、V、T)之间的相互关系,我们可以先保持其中一个物理量不变,从而确其它两个量之间的相互关系,进而研究各
量之间的关系.在液柱移动问题中,我们可以先假设两边气体体积不变,利用ΔpΔT=常量分别研究两边压强与温度的关系,得到两边压强变化量Δp的大小关系,从而确液柱移动情况. 课后巩固练 1.C 2.D 3.C
4.C [一质量的气体做容变化,气体的压强是跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不是正比关系,A错;根据Δp=ΔTTp知,只有0℃时,B选项才成立,
故B错误;气体压强的变化量,总是跟温度的变化量成正比,无论是摄氏温度,
还是热力学温度,C正确;p2t2+273tp=,解得p2-t1
2=p1(1+),由此可判
1t1+273273+t1
断D错误.]
5.C [根据盖·吕萨克律,在压强不变的条件下VtV0
1=V0(1+273),即n=V0(1
+
t273
),整理后得t=-273(n-1)/n ℃.]
6.A [当p不变时,由盖·吕萨律VV1V2V3
T=常量,知278=283=288
,ΔV1=V2-V1
=5278V552835
1,ΔV2=V3-V2=283V2=283·278V1=278
V1,故A正确.] 7.A [由于b气体压强pb=p0+ph1保持不变,温度升高,体积增大,而a气体的压强pa=pb-ph2=p0+ph1-ph2也保持不变,温度不变,由玻意耳律知体积不变,故只有A项正确.]
8.A [因为在温度降低过程中,被封闭气柱的压强恒于大气压强与水银柱因自重而产生的压强之和,故封闭气柱均做压变化.并由此推知,封闭气柱下端的水银面高度不变.
根据盖—吕萨克律的分比形式ΔV=ΔTT·V,因A、B管中的封闭气柱,初温T相同,温度降低量ΔT也相同,且ΔT<0,所以ΔV<0,即A、B管中气柱的体
积都减小;又因为H1>H2,A管中气柱的体积较大,|ΔV1|>|ΔV2|,A管中气柱
减小得较多,故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动,且A管中的水银柱
下移得较多.本题的正确答案是选项A.]
9.A [由Δp=ΔT1
Tp,可知Δp∝T,而TA=273.15 K,TB=293.15 K,所以A气体压强减小的多,水银柱将向A移动.] 10.127℃
解析 因为当温度T1=(273+27) K=300 K时,活塞对地面恰好无压力,列平衡方程:p1S+mg=p0S,
解得p-mgS=105 Pa-5×105
1=p050×10
-4 Pa=0.9×10 Pa
若温度升高,气体压强增大,汽缸恰对地面无压力时,列平衡方程:p2S=p0S+Mg,
解得pMg510×105
2=p0+S=10 Pa+50×10
-4 Pa=1.2×10 Pa
根据查理律:p551T=p2,得0.9×10=1.2×10
1T2300273+t解得t=127℃. 11.1.33×10-2
m3
解析 一质量的空气,在压变化过程中,可以运用盖·吕萨克律进行求解,空
气的初、末状态参量分别为
初状态:T1=(273+27) K=300 K,
V-21=1.0×10 m3
末状态:T2=(273+27+100) K=400 K
由盖·吕萨克律V1=V2
T得,气体温度升高100℃时的体积为
1T2
VT2400
2=TV1=×1.0×10-2 m3=1.33×10-2 m3
1300