由驗證氣體狀態(tài)方程實驗所引出思考

第30卷第3200年3●教法

PhyscsTeachngnMddleSch

Vol30NoMar陳 43.316.21.5.43.316.21.5.1.50.323.22.8.1.55.328.23.10.1.61.334.25.14.1.70.343.27.19.1.實驗來證驗pV常量T斷增大這部分內(nèi)

曾講過三次

圖2所示 知道

pV-而每次實驗結(jié)果 T相似為達(dá)到驗證pV常量的目的,只能選擇較小的一段溫度變化范圍,那么造成這一偏差的主要是什呢?現(xiàn)分析如下表一是由如 圖一組一定質(zhì)量封閉空氣在不同溫度下的pV、T實驗數(shù)據(jù).表 (大氣壓強(qiáng)p0=75.95cmHg,S為玻璃pV/Tcm3·KatTlS度差p×1054.277.19.0.19.292.20.01.26.299.20.1.1.32.305.20.2.1.37.310.21.3.1.

圖T軸的直線,而由實驗測出的數(shù)據(jù)所給出的結(jié)果卻并非如此,由圖2知,隨著溫度的升高pV的值也隨之增大,且在·溫度較高時,該值增加較快.經(jīng)過多次實驗驗證都存在相同的規(guī),經(jīng)過分析,實驗與理論出現(xiàn)偏差的主要并非是由于實驗的系統(tǒng)誤差和偶然誤差造成由于實驗中選用的氣體是空氣,空氣N2等多種氣體所組成的混合實驗氣體狀態(tài)方程研究的對象是理

想氣體,這是造成這一偏差的根本對于一摩爾理想氣體其狀態(tài)方程pV=RT.由于理想氣體模型是把分子視為質(zhì)點(diǎn),所V間.而實際氣體分子是有大小的,所以其分 pV(

pV2)(

nb)=nRTV

(1+ 為p(V-b)=RT從分子的觀點(diǎn)來看,分子間存在著相互作用力,其相互作用力可為引力也可為斥力,氣體分子間的距離較大時,作用力表現(xiàn)為引力,處于氣 的分子,平均而言其在

pV2)(1-V對于一定質(zhì)量的空氣,由實驗可知隨著溫度的升高,空氣的壓強(qiáng)和體積都在增大所pV2的增加量大于V的增加量,(1+an2的減小量必大于1-nb)的增加量(V平衡的,對于分子并不產(chǎn)生特殊的影響

pV2)(

nb)的值隨著溫度的升高而減小,V不同了,靠近容器里側(cè)的分子對它施以引力,趨向于把靠近器壁的分子氣體的,所以氣體施于器壁的要比忽略引力的小,這個差額叫做內(nèi)pi.這樣,當(dāng)進(jìn)一步考慮了分子間的引力后,氣體施于器壁的應(yīng)為Rp=V-b-pi既然內(nèi)是由于分子間的相互吸引而產(chǎn)生的,所以它一方面與氣體的分子數(shù)目正比,piN2.d,所以pi∝d2.對于一定質(zhì)量的氣體,d又和體積

T的值隨著溫度的升高而增大從上述分析可以清楚地看出,狀態(tài)方程pV=nR僅適用于理想氣體,而理想氣體是一理想化的概念,實際并不存在理想氣體,引入際問題,任何實際氣體在溫度不太低、壓強(qiáng)不太高的情況下,都非常接近于理想氣體.近似地視為理想氣體,pVT驗偏差也就在所難免.在做這一驗證性

(p+a)(V-b)=RTn摩爾實際氣體而言,(p+V2)(V-nb)=nRT

地理解理想氣體分子的微觀模型和掌握氣體狀態(tài)方程,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實驗的嚴(yán)肅態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和分析問題、解決問題的能力,有利于培養(yǎng)他們對物理現(xiàn)象的洞察力和訓(xùn)練揭示物理本質(zhì)的能力..大學(xué)物理《熱學(xué)》.:國防工業(yè),(收稿日期:200010世界上國最早發(fā)現(xiàn)黑 公元28年. 國古代非但有世界公認(rèn)子,早在殷商 最早的黑子記錄的最早的 黑子記錄,而且數(shù)量很有關(guān)的記載,在戰(zhàn)國時期及漢代也有不少與黑子有關(guān)的記載.目前公認(rèn)的世