高中物理—气体压强和温度的关系

一、查理定律（等容变化）

1、一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，增加（或减少）的压强等于它在___________．其数学表达式为_______________

2、采用热力学温标时，可表述为：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强与热力学温度成______．其数学表达式为____________．

3、等容变化的微观解释

一定质量的气体，体积保持不变时，分子的_________保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的_________增大，气体的压强增大。 【答案】0°C 时压强的1/273；??

?

?

?+=27310t p p t ；正比；

2211T p T p =；密集程度；平均动能

二、常用的推论

一定质量的气体，从初状态（p ，T ）开始，发生一等容变化过程，其压强的变化量Δp 与温度变化量ΔT 的关系为_____________． 【答案】T

p p T

??=

【练一练】用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律。A 、B 管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A 、B 两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变 （

）（多选）

A ．将烧瓶浸入热水中时，应将A 管向上移动

B ．将烧瓶浸入热水中时，应将A 管向下移动

C ．将烧瓶浸入冰水中时，应将A 管向上移动

D ．将烧瓶浸入冰水中时，应将A 管向下移动 【难度】★★

知识点一：气体压强和温度的关系

知识点讲解

气体压强和温度的关系

【答案】AD

【解析】由p

T ＝C （常量）可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管A 水银面要

比左管B 水银面高，故选项A 正确；同理可知选项D 正确。

一、气体压强和温度的关系的图像

过程 类型 特点

举例

等容过程

p －T

P 与T 成正比，p ＝C

V T ，斜

率k ＝C

V ，即斜率越大，体

积越小

p －t

图线与t 轴交点的温度是－273℃，P 与t 是一次函数关系，但不成正比

说明：

1、反应了在等容情况下，一定质量的气体压强跟温度的变化规律。

2、图线上的点，代表的是一定质量气体的一个状态。

【练一练】一定质量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 与bc 平行，则气体体积在

（

）（多选） 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 【难度】★★ 【答案】AB

【解析】因为bc 的延长线通过原点，所以bc 是等容线，即气体体积在bc 过程中保持不变，B 正确；ab 是等温线，压强减小则体积增大，A 正确；cd 是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO 交cd 于e ，则ae 是等容线，即V a ＝V e ，因为V d

知识点二：气体压强和温度的关系的图像

考点一：查理定律及其应用

【例1】一定质量的理想气体在等容变化过程中测得，气体在0℃时的压强为P 0，10℃时的压强为P 10，则气体在11℃时的压强在下述各表达式中正确的是

（ ）（多选）

A ．0

1110273P P P =+ B ．0

11010273

P P P =+ C ．10

1110273

P P P =+

D ．1110

284

283

P P =

【难度】★★ 【答案】AD

【例2】两端封闭的玻璃管A 、B 水平放置时，管中有一段水银柱将其中空气分隔为体积不等的两部分V A V B ，且V A >V B ，现将A 端向下倾斜后放入盛有热水的容器中，如图所示达到稳定后，管内水银柱相对水平放置时

（

）

A ．向

B 端移动 B ．向A 端移动

C ．可能仍在原来位置

D ．无法判断 【难度】★★★ 【答案】B

【例3】2009年2月2日中午中国南极昆仑站正式开始并投入使用，它将帮助我们占据南极科考制高点，对我国空间科学研究和空间安全监测具有重要意义。在南极，考察队员要忍受－50℃～－60℃的温度。假设一考察队员携带一密闭仪器，原先在温度是27℃时，内部压强为1×105Pa ，当在南极温度为－53℃时，其内部压强变为多少？ 【难度】★★ 【答案】7.3×104Pa

【解析】密闭仪器，体积一定，根据查理定律p 1T 1＝p 2T 2得p 2＝T 2

T 1p 1＝273－53273＋27×1×105＝7.3×104Pa

【例4】如图为均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S ，内装有密度为ρ的液体．右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L ，压强均为大气压强p 0，重力加速度为g .现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：

课堂练习

（1）右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p 1； （2）温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；

【难度】★★

【答案】（1）p 0＋mg S （2）T 0（1＋mg

p 0S

）

【解析】（1）活塞刚离开卡口时，对活塞受力分析有 mg ＋p 0S ＝p 1S ，得p 1＝p 0＋

mg

S

（2）两侧气体体积不变，由查理定律，右管内气体，p 0T 0＝p 1

T 1

得T 1＝T 0（1＋mg

p 0S ）

【变式训练】

1、汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎能在－40?C~90?C 正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm ，最低胎压不低于1.6atm ，那么，在t ＝20?C 时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变） 【难度】★★★

【答案】2.01atm~2.83atm

【解析】由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。

设在T 0＝293K 充气后的最小胎压为P min ，最大胎压为P max 。依题意，当T 1＝233K 时胎压为P 1＝1.6atm 。根据查理定律 1

min 10P P T T =，即min 1.6233293P =

解得：P min ＝2.01atm

当T 2＝363K 是胎压为P 2＝3.5atm 。根据查理定律 max 220P P T T =，即max

3.5363293P =

解得：P max ＝2.83atm

所以胎压的范围为2.01atm~2.83atm

2、某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中，待热平衡后，用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋（最粗处横截面略大于瓶口横截面）恰好封住瓶口，如图所示。当热水杯中水温缓慢降至42℃时，观察到鸡蛋缓慢落入瓶中。已知大气压强p 0＝1.0×105Pa ，瓶口面积S ＝1.0×10－

3m 2，熟鸡蛋质量G ＝0.50N 。求：

（1）温度为42℃时广口瓶内的压强变为多大？ （2）当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力多大？ 【难度】★★★

【答案】（1）0.9×105Pa （2）10.5N 【解析】（1）广口瓶内的空气状态为：

p 1 ＝1.0×105Pa ；T 1＝273＋42＝315K ；T 2＝273＋77＝350K 根据查理定律：12

12

p p T T =

得215521 1.0100.910P 315350

a T p p T ??=

=?＝ （2）当熟鸡蛋缓慢时，根据力的平衡，有： G ＋p 0S ＝p 2S ＋f

即f ＝G ＋（p 0－p 2）S ＝0.50＋（1.0×105－0.9×105）×1.0×10－

3＝10.5N

3、如图所示，玻璃管A 上端封闭，B 上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A 管上端被一段水银柱封闭了一段长为6cm 的气体，外界大气压为75cmHg ，左右两水银面高度差为5cm ，温度为t 1＝27℃。

（1）保持温度不变，上下移动B 管，使A 管中气体长度变为5cm ，稳定后的压强为多少？ （2）B 管应向哪个方向移动？移动多少距离？

（3）稳定后保持B 不动，为了让A 管中气体体积恢复到6cm ，则温度应变为多少？

【难度】★★★

【答案】（1）96 cmHg （2）向上移动；17cm （3）94.5oC 【解析】（1）气体做等温变化 p A1＝p 0＋ρgh A ＝75＋5＝80 cmHg V A1＝6S V A2＝5S p A1 V A1＝p A2 V A2 p A2＝96 cmHg

（2）B 管应向上移动，h ＝（96－75）－（5－1）＝17cm （3）p A3＝p 0＋ρgh 3＝（75＋23） cmHg ＝98 cmHg

3113

A A P P T T = T 3＝367.5K t 3＝94.5oC

考点二：p －T 和p －t 图像

【例1】一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列说法中正确的是

（

）

A ．A →

B 温度升高，体积不变 B ．B →

C 压强不变，体积变大 C ．C →

D 压强变小，体积变小 D ．B 点的温度最高，C 点的体积最大 【难度】★★ 【答案】A

【解析】据气体实验定律可得p ＝C

V T ，C 为恒量，据此可知A →B 温度升高，体积不变，A 对；B →C

压强不变，体积变小，B 错；C →D 压强变小，体积增大，C 错。综上所述，可知B 点温度最高，C 点的体积最小，D 错。

【例2】某同学利用DIS 实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如下的P-t 图象．已知在状态B 时气体的体积为V B ＝3L ，问 （1）气体由A →B ，B →C 各作什么变化？ （2）气体在状态A 的压强是多少？ （3）气体在状态C 的体积是多少？

【难度】★★

【答案】（1）A →B 作等容变化；B →C 作等温变化（2）0.75atm （3）2L 【解析】（1）由图象可知，气体由A →B 作等容变化；由B →C 作等温变化． （2）从图中可知，p B ＝1.0atm ，T B ＝（273+91）K ＝364K ，T A ＝273K ． 根据查理定律，有

A B A B p p T T =

，即1

273364

A p =，得P A ＝0.75atm （3）从图中可知，p

B ＝1.0atm ，V B ＝3L ，p

C ＝1.5atm ； 根据玻意耳定律，有p B V B ＝p C V C ，即1.0×3＝1.5V C ， 得V C ＝2L ．

【变式训练】

1、一定质量的理想气体，状态变化过程如p －t 图中直线ab 所示（直线ab 通过坐标原点），根据图像可以判定 （

） A ．V a ＝V b

B ．V a >V b

p

a

b

C．V a

【难度】★★

【答案】B

2、如图所示是一定质量的理想气体的三种状态变化过程。对于这三个过程，下列说法中正确的是

（）（多选）

A．a→d过程中气体的体积增大

B．a→d过程中气体的体积减小

C．b→d过程中气体的体积不变

D．c→d过程中气体的体积增加

【难度】★★

【答案】AC

3、一定质量的理想气体，先后在三个不同的容器中经历等容变化，得出如图所示的三条图线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，则这三个容器的容积之比为V1∶V2∶V3＝_________。

【难度】★★

【答案】4∶14∶35

考点三：等容变化的实验

【例1】某研究性学习小组在“利用DI S研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”实验中，先后用了大、小不同的两个试管甲、乙，封闭了质量不同但温度和压强都相同的同种气体做实验，实验装置如图所示。

（1）该实验用到了______传感器和______传感器。

（2）若将测得的实验数据在同一p－T坐标系作图，得到的图像应是（）

传感器

试管

传感器热敏元件

（3）若改用体积较大的试管密封初始温度和压强均相同的气体再次实验，得到图线的斜率将_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）由图可知温度每升高1℃，压强增加____________Pa ；。

【难度】★★

【答案】（1）压强；温度（2）C （3）不变，359Pa

【例2】右图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强与温度变化关系”的实验装置。在烧瓶A 中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐。

（1）气体温度升高后，为使封闭气体的体积不变，应将气压计右侧管（填“向上”或“向下”）移动。 （2）（单选）实验中多次改变气体温度，用Δt 表示气体升高的温度，用表示气压计两侧管内液面高度差的变化量，则根据测量数据作出的图线应是：_______ 【难度】★★

【答案】（1）向上（2）A

【变式训练】

1、在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中（如图甲），与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值。图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P －t 图像，初始封闭气体体积相同。

（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为___________，两图线斜率不同可能的原因是__________________________________________________________________________________。 （2）通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是_________，该规律符合_________定律。

h ? A

h ?

【难度】★★

【答案】（1）－273℃；两组初始气体压强不同或两组气体初始温度不同（2）p ＝p 0＋t

273p 0；查理

2、如图所示为“研究一定质量气体在体积不变时，其压强与温度的关系”的实验。压强传感器测量被封闭气体的压强，温度计测量水温。采用逐渐加入热水使水温升高，同时测量压强和温度。 （1）下列操作正确的是

（

）（多选）

A ．密封气体的试管大部分在水面上

B ．每次加入热水后，应立即读数保证数据的正确性

C ．不必测量被封闭气体的体积

D ．为了提高实验精度可将温度计换成温度传感器

（2）某同学记录下了初始时封闭气体压强p 0和摄氏温度t 0，随后逐渐升高温度，并记录下每次测量结果与初始值的差值Δp 和Δt 。在实验中出

现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续加热水实验，其余操作无误。Δp －Δt 的关系图应是 （ ）

【难度】★★★ 【答案】（1）CD （2）D

【解析】研究一定质量气体在体积不变时，其压强与温度的关系的实验中，要保证忒的温度不变，故密闭气体的试管全部在水中，故A 错误

每次加热水后，要保证被封闭气体温度相同，故不能立即读数，故B 错误 研究的是一定质量气体在体积不变时，估计不变即可，不需测量，故C 正确 中温度计不能连续测温，而温度传感器可以连续测温，故D 正确 （2）根据

1

1P P C T t

?==?可知，当温度变化时，P C t ?=?，压强变化量与温度变化量成正比，当气体质量发生变化之后的压强变化量与温度的变化量仍然成正比

压强传感器

A B C

D

1、如图所示是一个气缸的横剖面图，它由两个直径不同的圆筒形容器构成。气缸内壁光滑，气缸内的活塞将气缸分成A 、B 、C 、D 四部分，A 、B 两气缸内充有理想气体，温度相同，C 、D 是真空，开始时活塞处于静止状态。若将A 、B 两部分气体同时升高相同的温度则 （

）

A ．A 、

B 两部分气体压强的增量相同 B ．A 的压强增量比B 的压强增量大

C ．活塞将向压强增量小的方向移动

D ．活塞静止不动 【难度】★★★ 【答案】D

2、如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S ＝1.0×10－

2m 2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上。此时活塞杆与墙刚好无挤压。外界大气压强p 0＝1.0×105Pa 。当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10－3m 3。求： （1）若固定气缸在水平面上，当环境温度缓慢升高到57℃时，气体压强的p 2；

（2）若气缸放在光滑水平面上不固定，当环境温度缓慢升高到57℃时，气缸移动的距离； （3）保持（2）的条件不变下，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力大小。

【难度】★★★

【答案】（1）1.1×105Pa （2）2×10－

2m （3）100N 【解析】（1）从状态1→状态2，气体发生等容变化12

12

p p T T =

所以51

221

1.110Pa p p T T =

=? （2）从状态1→状态3，气体发生等压变化3

113

V V T T = 3331331330 2.010 2.210m 300

V V T T --=

=??=? 气缸移动距离231

210m V V l S

--?=

=? （3）从状态3→状态4，气体发生等温变化3344p V p V = 即：53

53343

4 1.010 2.210 1.110Pa 2.010

p V p V --???===?? 又因为p 4S ＝p 0S ＋F

挑战自我

解得F ＝100N

3、如图所示，由U 形管和细管连接的玻璃泡A 、B 和C 浸泡在温度均为0℃的水槽中，B 的容积是A 的3倍。阀门S 将A 和B 两部分隔开。A 内为真空，B 和C 内都充有气体。U 形管内左边水银柱比右边的低60 mm 。打开阀门S ，整个系统稳定后，U 形管内左右水银柱高度相等。假设U 形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。

（1）求玻璃泡C 中原来气体的压强（以mmHg 为单位）。 （2）将右侧水槽的水从0℃加热到一定温度时，U 形管内左右水银柱高度差又为60 mm ，求加热后右侧水槽的水温。

【难度】★★★

【答案】（1）180 mmHg （2）364 K

【解析】（1）在打开阀门S 前，两水槽水温均为T 0＝273 K 。设玻璃泡B 中气体的压强为p 1，体积为V B ，玻璃泡C 中气体的压强为p C ，依题意有 p 1＝p C ＋Δp

① 式中Δp ＝60 mmHg.打开阀门S 后，两水槽水温仍为T 0，设玻璃泡B 中气体的压强为p B ，依题意有，

p B ＝p C

② 玻璃泡A 和B 中气体的体积为 V 2＝V A ＋V B

③ 根据玻意耳定律得

p 1V B ＝p B V 2

④

联立①②③④式，并代入题给数据得 p C ＝V B

V A Δp ＝180 mmHg

⑤

（2）当右侧水槽的水温加热到T ′时，U 形管左右水银柱高度差为Δp ，玻璃泡C 中气体的压强为

p C ′＝p B ＋Δp

⑥

玻璃泡C 中的气体体积不变，根据查理定律得

p C T 0＝p C ′T ′

⑦

联立②⑤⑥⑦式，并代入题给数据得

T ′＝364 K

1、如何通过p —T 图判断p 、V 、T 的变化情况？

1、一定质量的理想气体在体积不变的情况下，温度每升高1℃压强的增加量等于它在27℃时压强的

（

）

A ．1273

B ．1300

C ．1546

D ．1573

【难度】★★ 【答案】B

2、密闭容器中的气体受热时，设容器的容积不随温度而变化，则气体的密度变化和压强的变化为

（

）（多选）

A ．密度减小

B ．密度不变

C ．压强增大

D ．压强不变

【难度】★★ 【答案】BC

3、如图所示的直线ABC 为一定质量某种气体的等容线，由此可知，图中A 点的温度为______℃，气体处于B 状态时的压强为______Pa ，在C 状态时的温度为______℃。 【难度】★★

【答案】－273；3.73×105；373

4、某气体温度为t ℃，保持体积不变，当温度升高______℃时，其压强变为原来压强的4倍；当温度降低______℃时，其压强变为原来压强的1

4倍。

【难度】★★

回家作业

课堂总结

【答案】819＋3t；204.75＋3 4t

5、如图所示是研究一定质量的气体做等容变化的实验装置，A、B两管的下端用橡皮管相连。在室温下，A管中的水银面比B管中的水银面高。现将烧瓶放进盛有热水的容器中，为使B管中的水银面保持原来的位置，应将A管向______移动，这时A、B两管中的水银面高度差将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【难度】★★

【答案】上；增大

6、历史上，在发现查理定律时，尚未建立热力学温标，因此在查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标，获得的p－t图像如右图所示：

（1）请根据图像及坐标写出该图像的函数表达式：____________________；

（2）现将上述一定量的气体（可视为理想气体）在0℃时缓慢地压缩为原来体积的4

5，然后保持这

一体积不变，改变温度，又获得一条等容线，试在上图中画出该等容线。【难度】★★

【答案】（1）p＝105×（1＋

t

273）（2）见右图

t/

p/×105Pa

-273

0.50

1.00

2.00

1.50

p/×105Pa

0.50

1.00

2.00

1.50

7、1697年法国物理学家帕平发明了高压锅，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈，所以锅盖与锅体之间不会漏气，在锅盖中间有一排气孔，上面再套上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住（如图）。当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时蒸气就从排气孔向外排出。由于高压锅内的压强大，温度高，食物容易煮烂。若已知排气孔的直径为0.3cm ，外界大气压为1.0×105Pa ，温度为20℃，要使高压锅内的温度达到120℃，则限压阀的质量应为多少？

【难度】★★ 【答案】0.024kg

【解析】选锅内气体为研究对象，则 初状态：T 1＝293K ，p 1＝1.0×105Pa 末状态：T 2＝393K 由查理定律得

p 2＝T 2p 1T 1＝393×1.0×105293Pa ＝1.34×105Pa 。

对限压阀受力分析可得

mg ＝p 2S －p 1S ＝（p 2－p 1）S ＝（p 2－p 1）π·d 2

4

＝（1.34×105－1.0×105

）×3.14×（0.3×10－

2）2

4＝0.24N ，

所以m ＝0.024kg

8、如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A 、B 两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热。开始时，A 气体的体积是B 的一半，A 气体的温度是17oC ，B 气体的温度是27oC ，活塞静止。现缓慢加热汽缸内气体，使A 、B 两部分气体的温度都升高10oC ，在此过程中活塞向哪个方向移动？

某同学是这样解答的：先设法保持A 、B 气体的体积不变，由于两部分气体原来的压强相等，温度每升高1oC ，压强就增加原来的1/273，因此温度都升高10oC ，两边的压强还相等，故活塞不移动。 你认为该同学的思路是否正确？如果认为正确，请列出公式加以说明；如果认为不正确，请指出错误之处，并确定活塞的移动方向。

【难度】★★

【答案】不正确；活塞向右移动 【解析】该同学思路不正确。

在体积不变的情况下，一定质量的理想气体温度每升高1oC ，压强就增加0oC 时压强的1/273，而现在A 、B 的温度不同而压强相等，说明0oC 时它们的压强不相等，因此升高相同的温度后，最后的压强不等。

A

B

设想先保持A 、B 的体积不变，当温度分别升高10oC 时，对A 有 A A A A p p T T '='

300290

A A A A A T p p p T ''=

= 同理，对B 有310

300

B B

B B B T p p p T ''== 由于p A ＝p B ，

300310

290300

>

所以p A '＞p B '故活塞向右移动。

9、如图所示的气缸B 中由活塞A 封闭了一定质量的理想气体，A 可在B 中无摩擦地滑动。A 、B 的质量分别为m A ＝10kg 、m B ＝20kg ，A 的横截面积S ＝50cm 2，大气压强p 0＝1.0×105Pa 。试求： （1）当B 中气体的温度t 1＝27℃时，A 与地面接触但对地的压力为零，此时B 对地的压力N 1的大小是多少？

（2）当B 中气体温度为t 2时，B 与地面接触但对地的压力为零，此时A 对地的压力N 2的大小和气体温度t 2是多少？ 【难度】★★★

【答案】（1）300N （2）300N ；252℃

【解析】（1）N 1＝m A g ＋m B g ＝（10＋20）×10＝300N （2）N 2＝m A g ＋ m B g ＝（10＋20）×10＝300N p 1＝p 0－m A g S ＝105－10×1050×10-4＝0.8×105Pa ，

T 1＝273＋27＝300K

p 2＝p 0＋m B g S ＝105＋20×10

50×10-4

＝1.4×105Pa 1212

p p T T =

5

2215

1 1.410300525K 0.810p T T p ?==?=?

t 2＝252℃

10、如图（1）是验证查理定律的DIS 实验。与压强传感器相连的锥形瓶内装有密闭的空气，温度传感器竖直插在热水中。

（1）查理定律是描述气体在_________________不变的情况下，压强和温度的关系； （2）实验中发现测量数据误差较大，请指出图示装置中需改进的地方：_________________； （3）改进实验装置后重新实验，计算机屏幕显示如图（2）的图像，图中所描绘的图线与纵坐标的交点表示________________，与横坐标的交点温度约为___________。

【难度】★★

【答案】（1）体积和质量（2）温度传感器应插入封闭的锥形瓶中（3）0℃时气体的压强，－273.15℃

11、小组利用如图所示的装置测量温度：A 是容积较大的玻璃泡，A 中封有一定质量的空气，B 是一根与A 连接的均匀细玻璃管（玻璃管的容积远小于A 的容积），管的下端插入水银槽。当外界大气压p 0＝76cmHg ，环境温度t 0＝27℃时，管内水银柱的高度h ＝46cm ，在管壁外侧与水银面等高的位置标出对应的温度，然后依次标出其它温度刻线。

（1）此测温装置中，h 越大，相应的温度读数越_________________（选填“高”或“低”）；温度刻线是_________________分布的（选填“均匀”或“不均匀”）。

（2）水银柱高度h ′＝36cm 处的温度刻度值应为________________℃。

（3）若外界大气压强变为p 0′＝77cmHg ，读出温度为t ℃，则实际温度应修正为__________℃。

【难度】★★★

【答案】（1）低；均匀（2）127℃（3）t ＋10

【解析】（1）玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，p ＝p 0－h ，h 越大，p 越小，由查理定律可知，温度越低；所以h 越大，温度读数越小；

气体等容变化，则P C t ?=?，P K h ?=?，所以t ?与h ?成线性关系，故刻度线的间距均匀； （2）由等容变化

P

C T

=知h ′＝36cm 处的温度刻度值 00'7636'(27327)400K=127C 7646

P h T T P h --==?+=?--

（3）大气压强增大，水银面向上移动，读数变小，因为P h ?=?，所以应从管内水银面向下移动 h ?的刻度线即t ＋10℃