查理定律、盖吕萨克定律及应用

查理定律内容：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，温度每升高(或降低)1℃，增加(或减小)的压强等于它在0℃时压强的1/273。273273273000tPPPPttPPPt27300设t℃时的压强为Pt，0℃时压强为P0，则表达式1：)2731(0tPPt表达式2：2730PTPt＝恒量2211TPTP即若温度用热力学温度T表示，查理定律可表述为：体积不变时，一定质量的气体的压强跟热力学温度成正比。例：要求瓶内氢气在500℃时的压强不超过1atm，则在20℃下对瓶子充气时，瓶内压强最多为多少？瓶子的热膨胀不计．即：P1=0.35P2=0.35atm．)2731(101tPP解一：)2731(202tPP273127312121ttPP273500127320177329335.0解二：2211TPTP77329321PPatmP35.017732931练习：下列查理定律的数学表达式中，正确的是[]B．(P1-P0)∶t=P0∶273．C．P1∶P2=t1∶t2．D．(P1-P0)∶(t1-t0)=(P2-P0)∶(t2-t0)．BD练习：杂技演员骑独轮车表演时，车胎内的气体压强是8×105Pa，开始时气体温度是27℃，地面承受的压强为p1，表演一段时间后，由于温度变化，车胎内的气体压强变为8.2×105Pa，地面承受的压强为P2。求此时车胎内的气体温度，并比较p1和p2的大小关系。Ctt5.34,273102.82727310855STS某登山爱好者在攀登珠穆朗峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂。这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1×105Pa；在内外压强差超过6×104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂。已知当时手表处的气温为－13℃，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa，设海平面大气压为1×105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为m。如图，两端封闭且粗细均匀竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内空气分为a、b两部分，已知原来两部分气体温度Ta=Tb=T，空气柱的长度Lb=2La；若将玻璃管浸没在温水中，达到热平衡后，两部分气体同时升高相同的温度，问管内水银柱将如何移动？如图，C、D两容器中分别有A、B两活塞，被活塞封闭了一定量的气体，A活塞截面小于B活塞，开始时两活塞处于平衡状态，两活塞内气体温度相同，当两边升高相同的温度后，活塞将如何移动？例：有人设计了一种测温装置，其结构如图所示．玻璃泡A内封有一定量气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计．(1)在1atm下对B管进行温度刻度的标注。已知当温度t1=27℃时，管内水银面高度x1=16cm，此高度即为27℃的刻度线．问t=0℃的刻度线在何处？(2)若大气压已变为相当于75cmHg的压强，利用该测温装置测量温度时所得示数仍为27℃，问此时实际温度为多少？x0=(76-54.6)cm＝21.4cm．盖·吕萨克定律内容：一定质量的气体，在压强保持不变的情况下，温度每升高(或降低)1℃，增加(或减小)的体积等于它在0℃时压强的1/273。也可表述为：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比。)2731(0tVVt2211TVTV（00S)现有一根粗细均匀长约40厘米，两端开口的玻璃管，内有一小段水柱，一个弹簧秤，一把毫米刻度尺，一小块橡皮泥，一个足够高的玻璃容器，内盛有冰和水的混合物，选用合适的器材，设计一个实验，估测当时的室内温度，要求：（1）在右边方框中画出实验示意图；（2）写出要测定的物理量，写出可直接应用的物理量，（3）写出计算室温的表达式。(1)见右下图，210/llTT(2)要测定的物理量：可直接应用的物理量：(3)写出计算室温的表达式：玻璃管放在室温中时空气柱的长度l1，玻璃管浸在冰水内时空气柱的长度l2，冰水的温度：273K(02s)(04s)一根长为约30cm、管内载面积为S=5.0×10－6m2的玻璃管下端有一个球形小容器，管内有一段长约1cm的水银柱.现在需要用比较准确的方法测定球形小容器的容积V.可用的器材有：刻度尺（量程500mm）、温度计（测量范围0—100℃）、玻璃容器（高约30cm，直径约10cm）、足够多的沸水和冷水.（1）简要写出实验步骤及需要测量的物理量；（2）说明如何根据所测得的物理量得出实验结果.CTxSVVCTxS2211,CTVSxCTVSx121221TTxTxTV（1）将水银柱以下的玻璃浸没在水中，改变水温，用温度计测得若干组（或两组）不同水温（即气体温度）T和气柱长度x的值（2）方法一：气体作等压变化，作图截距的绝对值即为V方法二：测两组数据可解得CTxSVTxS容积为V=100cm3的空心球，带有一根有均匀刻度的均匀长管，管上共有N=101个刻度（长度与球连接处为第一个刻度，向上顺序排列），相邻两刻度间管的容积为0.2cm3，管中有水银滴将球内空气与大气隔开，如图所示。当温度t=50C时，水银液滴在刻度N=21的地方。若外界大气压强不变，能否用这个装置测量温度？若能，它的测量范围是多少？（不计管的热膨胀）例：一个质量不计的活塞将一定量的气体封闭在直立圆筒形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示．最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上，气体柱的高度为H0，压强为大气压强P0．现对气体缓慢加热，当气体温度升高ΔT=60K时，活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升．继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0．此后，在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2=1.8H0，求此时气体的温度(不计活塞与气缸之间的摩擦)．（540K）