气体的压强跟温度的关系

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绝热状态下气体体积压强和温度关系

绝热状态下气体体积压强和温度关系

绝热状态下气体体积压强和温度关系
绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个非常重要的物理定律,它被称为绝热气体方程。

绝热过程是指在没有热量交换的情况下,气体发生的压缩或膨胀过程。

在这种情况下,气体内部的能量转化为做功,从而导致温度和压强的变化。

根据绝热气体方程,当气体在绝热条件下发生压缩或膨胀时,体积、压强和温度之间的关系可以用以下公式表示:
P1V1^γ = P2V2^γ。

其中,P1和V1是气体的初始压强和体积,P2和V2是气体的最终压强和体积,γ是绝热指数,它取决于气体的性质。

在大多数情况下,绝热指数γ的取值范围在1.1到1.6之间。

根据这个公式,我们可以得出结论,当气体在绝热条件下发生压缩时,体积减小,压强增加,温度也会增加;当气体在绝热条件下发生膨胀时,体积增加,压强减小,温度也会减小。

这表明,在绝热条件下,气体的体积、压强和温度之间存在密切的关系。

绝热气体方程的发现和应用对于理解气体行为以及工程技术领域具有重要意义。

它为我们提供了一种方法来预测气体在绝热条件下的压缩和膨胀过程,为工程设计和实际应用提供了理论基础。

同时,它也促进了对气体热力学性质的深入研究,为我们认识自然界和改善生活条件提供了重要的帮助。

绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个复杂而又精彩的物理现象,它深刻地揭示了气体在绝热条件下的行为规律。

通过深入研究和理解这一关系,我们可以更好地利用气体的特性,为人类的生产生活带来更多的便利和效益。

温度与压强的关系公式

温度与压强的关系公式

温度与压强的关系公式嘿,咱来聊聊温度与压强的关系公式这回事儿。

先给您说个事儿,我之前去参加一个户外活动,那天天气挺热的,我带着一个小的充气床垫,准备在休息的时候躺躺。

一开始,床垫充好气还挺舒服的。

可随着太阳越来越大,气温升高,我就发现这床垫越来越硬,躺上去都没那么舒服了。

当时我还挺纳闷,这是咋回事儿呢?后来我才明白,这其实就和温度与压强的关系有关系。

温度和压强之间存在着一个重要的公式,那就是理想气体状态方程:PV = nRT 。

这里的 P 代表压强,V 是体积,n 表示物质的量,R 是一个常数,T 则代表温度。

咱们来仔细瞅瞅这个公式。

比如说,在一个封闭的容器里,如果温度升高了,那压强就会增大。

就像我那个充气床垫,温度一高,里面气体分子的运动变得更加剧烈,撞击容器壁的力量也就更大,从而导致压强增大,床垫就变硬了。

再举个例子,您想想夏天的时候,车胎是不是更容易爆胎?这也是因为温度升高,车胎内气体的压强增大。

如果车胎本身就有点老旧或者充气太足,那爆胎的风险可就大大增加啦。

反过来,如果压强不变,温度降低,体积就会缩小。

比如说,冬天的时候,您要是把一个没盖严实的瓶子放在外面,第二天可能会发现瓶子瘪了一些,这就是因为温度降低,瓶内气体压强不变,体积缩小了。

在实际生活中,理解温度与压强的关系公式用处可大了。

像空调制冷,就是通过改变压强和温度来实现的。

还有一些工业生产中的压缩气体,也得考虑温度和压强的变化,不然可能会出现安全问题。

还有啊,您知道热气球为啥能飞起来不?也是因为加热气体,温度升高,压强增大,体积膨胀,密度变小,所以就能带着整个热气球升空啦。

再比如说,咱们家里用的高压锅。

高压锅之所以能更快地把食物煮熟,就是因为它能增加锅内的压强。

压强增大,水的沸点就升高了,这样就能在更高的温度下煮东西,食物自然就熟得快。

总之,温度与压强的关系公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多联系生活中的实际例子,就不难理解啦。

就像我那次充气床垫的经历,让我对这个知识点有了更深刻的认识。

气体的压强和温度关系和理想气体状态方程

气体的压强和温度关系和理想气体状态方程

气体的压强和温度关系和理想气体状态方程在我们日常生活中,常常会遇到一些与气体有关的问题。

当我们打开气罐的阀门时,气体会呼啸着涌出;当我们骑自行车时,气体会迎面而来,阻碍我们前进的速度。

这些现象都与气体的压强和温度有关。

首先,我们来探讨一下气体的压强对温度的影响。

根据一种被广泛接受的理论,当温度升高时,气体分子的平均动能也会增加,分子的运动速度会加快。

这导致气体分子频繁地撞击容器壁面,从而产生了压强。

例如,在一个密闭的容器中装有一定量的气体,我们将温度升高,那么气体分子的平均动能会增加,速度也会增加。

当它们与容器内壁碰撞时所施加的压强也会增加。

因此,我们可以得出结论,气体的压强与温度是正相关的。

接下来,我们来介绍一下理想气体状态方程,也被称为通用气体方程。

理想气体状态方程是描述气体行为的一个重要定律,它由三个参数组成:压强(P)、体积(V)和温度(T)。

理想气体状态方程可以表示为:PV = nRT,其中P是气体的压强,V是气体的体积,n是气体的物质量,R是气体常数,T是气体的温度(以绝对温度表示)。

这个方程的意义是非常深远的。

它告诉我们,对于一个理想气体而言,在一定的压强和温度下,它的体积是恒定的。

这可以解释为什么当我们打开气罐的阀门时,气体会呼啸着涌出,而当阀门关闭时,气体又会停止流动。

因为在阀门打开或关闭的过程中,气体的压强和温度保持不变,所以根据理想气体状态方程,体积也是不变的。

理想气体状态方程还告诉我们,当气体的温度升高时,体积会增大,压强会增加。

这可以解释为什么当我们骑自行车时,气体迎面而来,会阻碍我们前进的速度。

因为气体的温度升高,分子的平均动能增加,气体分子与我们前进的方向相碰撞施加的压强也会增加,从而造成了阻力。

理想气体状态方程在科学研究和工程实践中有着广泛的应用。

通过对气体的压强、温度和体积三个参数的测量,我们可以计算出气体的物质量,进而了解气体的性质和特性。

例如,在化学实验室中,研究人员可以通过气体的压强和温度变化来推测反应的进行和速率。

C.气体的压强与温度的关系

C.气体的压强与温度的关系

(2)如图所示,是一定质量的气体从状态A经B到 状态C的P—T图象,由图像象可知( )
A、PA>PB C、PA>PC
B、PC<PB D、PC>PB
PA
B
C
O
T
(3)下列各图中,p表示压强,v表示体积,T表 示热力学温度,t 表示摄氏温度,各图中正确描述
一定质量气体等容变化规律的是 ( )
P
(2010上海高考17)一定量的理想气体的状态经 历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程。其中 bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平 行,da和bc平行。则气体体积在( )
(A)ab过程中不断增加 (B)bc过程中保持不变 (C)cd过程中不断增加 (D)da过程中保持不变
1、内容: 2、公式: 3、条件:
一定质量气体在体积不变时, 压强与热力学温标成正比。
P1 P2 T1 T2
Pt

P0 (1
t) 273
气体质量不变 气体体积不变
请根据查理定律的公式,推导出气体的P—T图像, 并画在下图中。
P
O
T
P
O
T
由图线可知,一定质量气体等容变化 的P—T图像为 : 一条过原点的直线

P
B
A
O
t/0C
如图所示,理想气体从状态A变化到状态B,则理想 气体的体积如何变化?


P

B

A

O
t/0C
(1)如图所示为一定质量的气体在保持体积为V1 时的等容线Ⅰ和保持体积为V2时的等容线Ⅱ,则Ⅰ、 Ⅱ与t轴交点的横坐标都是 ℃,且可知体积 V1 V2(选填“>”、“=”或“<”)。

气体的压强、体积、温度间的关系

气体的压强、体积、温度间的关系
气体的压强、体积、温度间的关系
1.一定质量的气体的压强、体积的关系 (温度不变)
结大,体积减小;
体积增大,压强减小。
2.一定质量的气体的压强、温度的关系 (体积不变)
结论:一定质量的气体,在体积不变的情况 下,温度增大压强增大;温度减小, 压强减小
3.一定质量气体的体积、温度的关系 (压强不变)
一定质量的气体,在压强不变的情况下, 温度增大,体积增大;温度减小体积减小
理想气体:分子本身的体积忽略不计,除了 弹性碰撞之外分子力忽略不计的 气体。 实际气体在温度不太低,压强不太大的情况 下都可看作理想气体
PV/T=mR/Mmol(恒量)
理想气体的内能由什么决定?
由物质的量、温度决定
思考
1.冬天的气球从室外带进室内容易爆烈,为什么? 2.热水倒入水杯后拧上盖,水凉后盖子不易打开。 怎么办?
3.给自行车打气,冬天、夏天打入轮胎的空气哪个多?

热学中的理想气体压强与温度关系

热学中的理想气体压强与温度关系

热学中的理想气体压强与温度关系热学是研究物体温度、热能传递及其它热现象的一门学科。

理想气体压强与温度的关系是热学中的一个重要内容。

在气体状态方程中,理想气体压强与温度有着密切的关联,下面我们将从分子级微观角度以及宏观理想气体方程两个方面来探讨这一关系。

首先,我们从微观角度来看。

理想气体的分子是以高速无规则运动的,且相互之间没有相互作用力的。

当气体分子气温升高时,其平均动能也会增大,分子的高速运动将在容器内壁产生更大冲击力。

因此,气体分子在单位面积上所产生的撞击次数也会随之增加,进而使得容器壁所受到的气体分子撞击力增大。

于是我们可以得出,理想气体的压强与温度呈正相关的关系。

其次,我们从宏观角度上看。

根据理想气体方程,PV=nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体温度。

根据此方程,我们可以得出压强与温度的关系为P∝T。

这是因为,在其他条件不变的情况下,当气体温度升高时,理想气体的分子动能增大,分子的冲击力也会增大,从而增加了气体分子对容器壁的撞击次数,使得压强增大。

理想气体压强与温度的关系还可以从热力学的角度进行解释。

根据热力学第一定律,气体在绝热条件下,其内能的增加等于外界对气体做功,即ΔU=W。

而对于理想气体而言,ΔU=CvΔT,其中ΔU为气体内能的增加,Cv为气体的等容热容量,ΔT为气体温度的变化。

由此可得,W=CvΔT。

若假设气体体积不变,即V=常量,则对于这种情况下的气体,ΔU=0,因此W=0。

由此可知,当理想气体在等容过程中,对外界做功为0,即没有外界对气体做功。

而根据理想气体方程,PV=nRT,如果V为常量,那么P∝T。

所以我们可以得出,在等容过程中,理想气体压强与温度呈正比关系。

总结一下,无论从微观角度还是在宏观层面上,理想气体压强与温度都有密切的关系。

根据理想气体方程可以得知,理想气体的压强与温度呈正比。

而从热力学角度解释,压强与温度的关系可以通过热力学第一定律以及理想气体的等容过程来说明。

空气的体积温度压强的关系

空气的体积温度压强的关系

空气的体积温度压强的关系
空气的体积、温度和压强之间有着密切的关系,这种关系可以通过理想气体定律来描述。

理想气体定律表明,在恒定质量的条件下,气体的体积、温度和压强之间存在着以下关系,PV = nRT,其中P代表气体的压强,V代表气体的体积,n代表气体的物质量,R 代表气体常数,T代表气体的绝对温度。

首先,让我们来看一下温度对气体体积和压强的影响。

根据理想气体定律,当气体的物质量和气体常数保持不变时,气体的体积与其绝对温度成正比。

换句话说,当温度升高时,气体的体积也会增大;反之,当温度降低时,气体的体积会减小。

这就是为什么气球在寒冷的天气中会收缩,而在温暖的天气中会膨胀的原因。

其次,让我们来看一下压强对气体体积和温度的影响。

同样根据理想气体定律,当气体的物质量和气体常数保持不变时,气体的体积与其压强成反比。

也就是说,当压强增大时,气体的体积会减小;压强减小时,气体的体积会增大。

这就是为什么打气筒可以把空气压缩进轮胎中,从而增加轮胎内部的压强。

综上所述,空气的体积、温度和压强之间的关系可以通过理想
气体定律来描述。

温度的升高会导致气体体积的增大,压强的升高会导致气体体积的减小。

这些关系在实际生活中有着广泛的应用,例如在气象学、工程学和日常生活中都有着重要的意义。

希望这些信息能够帮助你更好地理解空气的特性和性质。

温度体积压强公式

温度体积压强公式

温度体积压强公式
温度、体积和压强之间的关系可以通过以下公式表示:
PV = nRT
该公式称为理想气体状态方程,其中 P 为压强,V 为体积,n 为气体的物质的量,R 为气体常数,T 为温度。

该公式表明了在一定温度下,气体的压强和体积成反比关系,即压强随着体积的减小而增加。

而当体积一定时,气体的压强和温度成正比关系,即压强随着温度的增加而增加。

这就是说,在一定量的气体中,温度和压强是相互依存的,两者必须保持常数。

该公式是理想气体状态方程,它适用于大多数气体,但并不适用于所有气体,比如二氧化碳和氧气等。

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三、气体的压强跟温度的关系
在日常生活中,我们常会遇到这样一些情况:夏天给旧的自行车车胎打气,不宜打得很足,不然,在太阳下骑行,车胎容易爆裂;卡车在运输汽水等饮料时,由于太阳曝晒,一些质地较差的汽水瓶往往会爆裂。

这些现象都表明气体压强的大小跟温度的高低有关。

我们可以用实验的方法来研究一定质量的气体,在体积不变时,它的压强跟温度的关系。

查理定律
通过实验探索,我们初步得出一定质量气体在体积不变时,它的压强随着温度的升高而增大的结论。

从实验数据描绘出的p -t 图象,基本上是一条倾斜的直线(图2-7),但是这样还没有反映出压强和温度间确切的关系。

最早定量研究气体压强跟温度的关系的是法国物理学家查理(1746-1823)。

我们为了精确测量一定质量气体在体积不变时,不同温度下的压强,采用了图2-8所示的实验装置。

容器A 中有一定质量的空气,空气的温度可由温度计读出,空气的压强可由跟容器A 连在一起的水银压强计读出。

但温度升高后,容器A 中的空气会膨胀,由于压强计两臂间是用橡皮管相连的,它的右臂可以上下移动。

移上时,受热膨胀后的空气就能被压缩到原来的体积。

控制变量法
自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。

决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多。

为了弄清事物变化的原因和规律,必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来,使它保持不变,然后来比较、研究其他两个变量之间的关系,这是一种研究问题的科学方法。

例如物体吸收热量温度会升高,温度升高多少是由多个因素决定的,跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。

在研究时,可以先使一些因素保持不变,如在物质
相同、质量相同的情况下,观察物体温度升高跟所吸收热量的关系;接着再研究同种物质,
图2-8 图2-7
不同质量的物体吸收相等热量时,温度升高跟质量的关系等等,从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、物体的质量和组成物体的物质性质的关系。

控制变量的科学方法在物理学的研究中是经常使用的。

这个实验是按以下步骤进行的:
先把容器A 浸没在冰水混和物中,这时容器A 中的空气温度为0℃,调节压强计右臂的位置.使两臂内水银面位于同一高度,这时容器A 中的空气压强就等于大气压强,记下压强计左臂内水银面的位置B ,这就是0℃时容器A 内空气体积V 0的一个标记[图2-8(a )]。

然后将烧杯中的冰水混和物倒去,换成热水,经搅拌器搅拌后,读取热水温度,即为容器A 中空气的温度。

容器A 中的空气受热后压强增大,体积也变大,这时压强计两臂内的水银面的高度差并不表示气体体积不变时的压强增加量,必须提起压强计的可动臂(右臂),使左臂内水银面回到位置B ,增大容器A 内空气的压强,以保持原来的空气体积V 0,这时,压强计两臂内的水银面的高度差将变大,读出这一高度差h ,如图2-8(b )所示,就可根据p =p 0+ρgh ,算出这一温度下容器A 中空气的压强。

实验时每一次改变热水温度后,都必须重新调节压强计可动臂的高度,使容器A 中的空气体积保持不变,并应记录每一次改变温度后,容器中空气的温度值和相应的压强值。

查理用各种气体进行实验,结果表明,一定质量的各种气体在体积不变时,温度升高
(或降低)1℃,压强的增加量(或减小量)等于它在0℃时压强的1273
1。

这个实验结论叫做查理定律。

热力学温标
根据查理定律可知,一定质量的气体在体积不变时,它的温度从0℃降低到-1℃,气体压强将减小0℃时压强的1273。

若把这个结论进行合理外推,便可得出当温度降低到-273℃时,气体压强将减小到零的推论(图2-9)。

英国物理学家、数学家开尔文(1824-1907)认为,既然-273℃时气体的压强为零,就意味着这时气体分子的运动已停顿,这是绝对的零度,因此-273℃被称为绝对零度。

1848年,开尔文提出了建立以-273℃为零点的温标,叫做开氏温标,现称做热力学温标,用热力学温标表示的温度,叫做热力学温度。

热力学温度用T 表示,它的单位是开尔文,简称为开,符号是K 。

就每一开和每一度的大小来说,热力学温度和摄氏温度是相等的。

热力学温度T 和摄氏温度t 之间的换算关系是
1 精确值应是1/278.15
p (Pa )
图2-9
T =t +273,t =T -273。

我们从图2-9的p -t 图象可以看出,如果把直角坐标系的横坐标由摄氏温t 变为热力学温度T ,将坐标轴的原点取在热力学温度的零开(即-273℃)处。

这样,气体压强p 和热力学温度T 之间就有了正比关系(图2-10)。

于是,查理定律的表述就可以简化为:
一定质量的气体在体积不变时,它的压强跟热力学温度成正比。

若气体压强用p 表示,热力学温度用T 表示,查理定律可用以下公式表示
p 1p 2 =T 1T 2。

【例题1】
室温为20℃时,把一只空瓶盖紧,当时的大气压强为1.0×105帕。

把这只瓶移到炉灶旁,当瓶内空气温度升高到40℃时,它的压强是多大?
【解】把瓶子盖紧时,瓶内空气压强p 1=p 0=1.0×105帕,温度T 1=(20+273)开。

移到炉灶旁,温度T 2=(40+273)开,瓶内空气的压强发生了变化,但它的质量和体积都保持不变。

根据查理定律
p 1p 2 =T 1T 2
, 瓶内空气压强
p 2=p 1T 2T 1 =1.0×105×(40+273)20+273 帕=313293 ×105帕=1.07×105帕。

【例题2】
钢瓶内贮有一定质量的氧气,在温度为20℃时,瓶内氧气压强为6.0×106帕。

如钢瓶的耐压值为14×106帕,则存放这瓶氧气的环境温度不得高于几度?
【解】由于钢瓶的容积不变,当环境温度升高时,瓶内氧气的压强会增大,钢瓶的耐压值也就是瓶内氧气允许达到的压强最大值。

根据查理定律p 1p 2 =T 1T 2
,已知T 1=(20+273)开,p 1=6.0×106帕,p 2=14×106帕,所以
T 2=p 2T 1p 1 =14×106×(20+273)6.0×106
开≈684开, 即环境温度不得超过t 2=T 2-273=(684-273)℃=411℃。

所以在常温下使用或存放这瓶氧气是安全的,但不可把它放在十分靠近锅炉等温度很高的地方。

工厂或医院发生火灾时,消防人员十分注意火区中是否存放氧气瓶。

如果有,则首
T 0 1 2 3 4
p 4p 3p 2p 1p 0图2-10
先要控制住这些地方的火势,迅速将氧气瓶转移到安全的地方。

不然,温度过高引起氧气瓶爆炸,会造成更大的破坏。

思考
1.上海地区1990年7~8月份的平均气温比1989年相同月份的平均气温高出4.8℃,怎样用热力学温度来表示?
2.采用密封式罐装、使用助推剂喷雾的杀虫药水,说明书上写明“本品切勿放置在温度高于50摄氏度的地方”。

因此,即使把用完了的药水罐随手搁在暖气片上(图2-11),也是不允许的。

这是什么道理?
3.在炉灶上放一块铁板,烧热后,将一些带壳的干稻谷放在铁板上。

过一会儿只听到稻谷“噼”“啪”作响,同时有一些就变成了爆米花(图2-12)。

试说明原因。

练习四
1.在固定容积的容器里有一定质量的氧气,当温度从30℃上升到60℃时,有的同学说,容器里的氧气压强将会增大到原来压强的2倍。

这样的考虑对吗?如果要使它的压强增大到原来压强的2倍,则容器里的氧气温度必须从30℃升高到几度?
2.盛在钢瓶中的氢气,在0℃时,测得其压强为910千帕。

当温度升高到27℃时,压强将变为多大?
3.盛在钢瓶中的氧气,在17℃时,测得其压强为9.0兆帕。

把它搬到环境温度为37℃的高温车间内,钢瓶内氧气的压强变为9.3兆帕。

钢瓶中的氧气是否有泄漏?为什么?
4.在大气压强为1.0×105帕、温度为30℃时,把一只空瓶用橡皮塞塞住,然后把这只瓶子放在-18℃的冰箱冷冻室内,过一会儿取出瓶子。

如果要计算橡皮塞所受压力的大小,还必须知道什么条件?
5.白炽灯泡内充有氮和氩的混合气体,要使灯泡内的混合气体在100℃时压强不超过1.0×105帕,那么在室温20℃制作灯泡时,所充混合气体的压强至多只能多大?

2-12 图2-11。

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