2017-2018学年同步备课粤教版选修3-3 第二章 第八节 气体实验定律 (Ⅱ)
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中水银面高出O点h2=44 cm.求恒温槽的温度(已知外界大气压为1个标准大气压,1个标准大气压等于76 cmHg).

图3

答案 364 K(或91 ℃)

解析 设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273 K

A内气体发生等容变化,根据查理定律得

= ①

p1=p0+ph1 ②

p2=p0+ph2 ③

联立①②③式,代入数据得

T2=364 K(或91 ℃).

二、盖·吕萨克定律的应用

例2 如图4所示,绝热的气缸内封有一定质量的气体,缸体质量M=200 kg,活塞质量m=10 kg,活塞横截面积S=100 cm2.活塞与气缸壁无摩擦且不漏气.此时,缸内气体的温度为27 ℃,活塞位于气缸正中间,整个装置都静止.已知大气压恒为p0=1.0×105 Pa,重力加速度为g=10 m/s2.求:

图4

(1)缸内气体的压强 p1;

(2)缸内气体的温度升高到多少℃时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处.

答案 (1)3.0×105 Pa (2)327 ℃

解析 (1)以气缸为研究对象(不包括活塞),由气缸受力平衡得:p1S=Mg+p0S

解得:p1=3.0×105 Pa.

(2)设当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为T2,压强为p2,此时仍有p2S=Mg+p0S,即缸内气体做等压变化.对这一过程研究缸内气体,由盖·吕萨克定律得: