氣體壓強(qiáng)和溫度的關(guān)系第1頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一身邊的物理現(xiàn)象第2頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一身邊的物理現(xiàn)象第3頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

如何變量控制

控制質(zhì)量和體積不變第4頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)裝置第5頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄第6頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)結(jié)論

一定質(zhì)量氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比這個(gè)結(jié)論叫查理定律第7頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

法國(guó)科學(xué)家賈奎斯．亞歷山大．凱薩．查理，1746年11月12日生于法國(guó)，年輕時(shí)廣泛學(xué)習(xí)多種科學(xué)。1783年，37歲的查理意識(shí)到熱氣球的使用可能產(chǎn)生巨大的影響，因此在氣球灌入氫，他認(rèn)為氫比空氣輕，可以更有效的使氣球上升。同年8月27日，查理把他的氫氣球釋放升空，這是人類第一次以氫氣球成功的完成了無(wú)載人的飛行。其后數(shù)年間，這種灌氫的氣球在法國(guó)大行其道，被稱為「查理氣球」。同年11月，查理乘坐熱氣球飛越巴黎，這是氫氣球首次成功的載人飛行。

1823年4月7日，查理逝世于巴黎，享年77歲。他以物理學(xué)家、化學(xué)家、數(shù)學(xué)家、發(fā)明家留名科學(xué)史。

歷史回眸之一第8頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1787年，查理研究氣體性質(zhì)時(shí)，他量度氧、氮、氫、二氧化碳以及空氣等氣體在0℃與100℃變化的情形，發(fā)現(xiàn)每種氣體當(dāng)體積維持一定時(shí)，一定量的氣體，其溫度每升降1攝氏度，其壓強(qiáng)會(huì)增減其在0攝氏度時(shí)壓強(qiáng)的1／273，這就是著名的「查理定律」。

歷史回眸之二——查理定律發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)溫標(biāo)的誕生第9頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

歷史回眸之二——查理定律發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)溫標(biāo)的誕生第10頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

歷史回眸之二——查理定律發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)溫標(biāo)的誕生第11頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

歷史上，在發(fā)現(xiàn)查理定律時(shí)，尚未建立熱力學(xué)溫標(biāo)，因此在查理定律的原始表述中采用的是攝氏溫標(biāo)，獲得的p-t圖像如右圖所示：

（1）請(qǐng)根據(jù)圖像及坐標(biāo)寫出該圖像的函數(shù)表達(dá)式：

____________________；

（2）現(xiàn)將上述一定量的氣體（可視為理想氣體）在0℃時(shí)緩慢地壓縮為原來(lái)體積的45，然后保持這一體積不變，改變溫度，又獲得一條等容線，試在上圖中畫出該等容線。第12頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，B左面汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.1V0。開始時(shí)活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9P0(P0為大氣壓強(qiáng))，溫度為297K，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3K。求：(1)活塞剛離開B處時(shí)的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)P；(3)在下圖中畫出整個(gè)過(guò)程的

P-V圖線。第13頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管開口向下豎直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截而積上下相同，是玻璃管截面積的5倍，開始時(shí)管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度為6cm，管內(nèi)外水銀面高度差為50cm。將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口未離開槽中水銀)，使管內(nèi)外水銀而高度差變成60cm。(大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于75cmHg)求：(1)此時(shí)管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度；(2)水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度；0.02m第14頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一 如圖所示，一定量氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0=300K有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通。(外界大氣壓等于76cm汞柱)求：(1)將閥門K打開后，A室的體積變成多少？(2)打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K分別加熱到400K和540K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差各為多少？

第15頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

(2)從T0=300K升到T，體積為V0，壓強(qiáng)為PA，等壓過(guò)程

T=V0T0/VA1=(2V0/3)×300/8=450K

T1=400K<450K，PA1=PA=P0，水銀柱的高度差為0 從T=450K升高到T2=540K等容過(guò)程，

PA/T=PA2/T2

PA2=T2PA/T=540×1/450=1.2atm

T2=540K時(shí)，水銀高度差為15.2cm第16頁(yè)，共17頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

U型管右管內(nèi)徑為左管的兩倍，外界大氣壓強(qiáng)P0=75cmHg。左端封閉，封有長(zhǎng)為30cm的氣柱，左右兩管水銀面高度差為37.5cm，左管封閉端下60cm處有一小塞子D，若將小塞子D拔去(空氣能進(jìn)入，但水銀不會(huì)流出)，