中考物理復習初高中知識銜接分類匯編專題10理想氣體狀態(tài)方程及相關規(guī)律含解析

Page3專題10志向氣體狀態(tài)方程及相關規(guī)律1、（2024年貴陽市?？迹┤鐖D19所示是物理課堂上用的空氣壓縮引火儀。試驗時在引火儀筒內(nèi)放小團硝化棉，然后用力快速向下壓動引火儀的活塞后可以視察到硝化棉燃燒。雖然課堂上老師分析了棉花燃燒的緣由，但小剛想知道通過壓縮空氣做功，簡內(nèi)空氣的溫度可以上升到多高?

通過查閱資料他了解到:在運用空氣壓縮引火僅時，由于力的作用時間極短，筒內(nèi)氣體壓強p、體積V及溫度T滿意pV=KT這一方程，其中K為恒定不變的常量，T為熱力學溫度。

請解答下列問題:以下計算均不計活塞重、摩擦以及熱量損失。（1）若用232N的壓力向下壓活塞，活塞移動的距離為0.1m，則活塞對簡內(nèi)氣體做了多少功?

（2）已知活塞的面積為，當用232N的壓力把活塞壓縮到最低點時，簡內(nèi)氣體壓強為多少?

（提示:筒內(nèi)的氣壓等于活塞對氣體的壓強與外界大氣壓之和，外界大氣壓）

（3）壓縮前筒內(nèi)空氣壓強為-一個標準大氣壓，溫度為300K

（熱力學溫度）。若硝化棉的著火點為450K，當用232N的壓力將簡內(nèi)空氣的體積壓縮為原來的時，請通過計算說明筒內(nèi)的棉花是否能燃燒。

（4）在演示試驗中小剛發(fā)覺越用力快速地壓縮活塞會更加簡單引燃硝化棉，請你說明其中的緣由?

解析：（1）活塞對筒內(nèi)氣體做的功：W＝Fs＝232N×0.1m＝23.2J（2）壓力作用在活塞上產(chǎn)生壓強：pF＝eq\f(F,S)＝eq\f(232N,8×10－5m2)＝2.9×106Pa所以筒內(nèi)的氣壓：p內(nèi)＝pF＋p0＝2.9×106Pa＋1×105Pa＝3×106Pa（3）由題知，筒內(nèi)氣體壓強p，體積V及溫度T滿意pV＝KT這一方程，所以壓縮前p0V＝K×300K①壓縮后p內(nèi)·eq\f(1,20)V＝K×T②①÷②有eq\f(20p0,p內(nèi))＝eq\f(300K,T)，解得：T＝450K由題知，硝化棉的著火點為450K，筒內(nèi)的棉花能燃燒．（3）向下壓活塞，活塞會壓縮空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加，溫度上升，并且越用力快速地壓縮活塞時，筒內(nèi)高溫氣體的熱量散失越少，筒內(nèi)溫度越高，所以更加簡單引燃硝化棉．2、（2024年南明區(qū)?？迹┬∶髟趯W習物理學問的時候?qū)W到了??志向氣體狀態(tài)方程：在氣體質(zhì)量肯定時，表達式簡化為：=K（K是定值），P為氣體壓強，V為氣體體積，T為溫度，小明想驗證：問題1.在壓強P肯定時。隨著溫度T上升，體積V的改變狀況。問題2.在體積V肯定時。隨著溫度T上升，壓強P的改變狀況。為此他進行了以下的試驗：如圖所示是一個內(nèi)壁光滑的圓柱形容器，活塞有肯定重力（重力不是很大），活塞與容器密封性特別好且無摩擦，內(nèi)部封閉了肯定質(zhì)量的氣體物質(zhì)，活塞處在A位置時處于平衡狀態(tài)，B位置處設置有一個擋條，可以攔住活塞，讓它不能高于B位置。除圖中裝置外，還連有一個電加熱器，溫度測量感應儀、氣體體積感應儀和氣壓感應儀，這些數(shù)據(jù)可通過電腦顯示出來。（1）在探究問題1時，須要記錄的物理量有___和___。（2）打開加熱器勻稱加熱。氣體的溫度隨之漸漸上升，在活塞漸漸上升但還沒有到B位置的過程中進行視察，是為了驗證___（問題1/問題2）。（3）依據(jù)PVT=K分析，當志向氣體溫度恒定時，向下壓縮話塞，氣體的壓強會___（“變大”、“變小”或“不變”）。（4）在B位置設置擋條攔住活塞的目的是___。解析：（1）要驗證問題1、2需依據(jù)不同狀況下氣體的溫度、體積和壓強進行分析，由于氣體的體積可直觀地由活塞的高度反應出，故試驗探究過程中應記錄氣體的壓強和溫度；（2）打開加熱器勻稱加熱。氣體的溫度隨之漸漸上升，在活塞漸漸上升但還沒有到B位置的過程中，活塞始終處于平衡狀態(tài)，密閉氣體的壓強不變，體積變大是由于氣體的溫度上升，可探究氣體體積與溫度關系；（3）由=K可知，K為定值，溫度T恒定時，氣體壓強隨體積增大變小，向下壓活塞，氣體的體積變小，壓強變大；（4）探究問題2，即氣體壓強與溫度