老师
同学们好,今天我们上气体的性质习题课。首先一起回顾一下基础知识。我们知道从宏观的角度,可以用温度、压强和体积这三个参量来描述气体的状态,当状态发生变化时,什么状态的参量满足了关系?遵循气体实验定律。在理解这几个实验定律的时候,希望大家注意两点,第一点是适用条件,气体的实验定律适用于一定质量的理想气体,压强不要太大,温度不要太低。第二点希望大家把握它们之间的内在联系。
老师
我们可以这么想,气体的等温、等容和等压变化所遵循的实验定律可以看成是理想气体状态方程的特例,这些地方大家注意体会控制变量的思想,这是宏观的角度,从微观的角度,请大家理解温度和压强的微观意义。大家回忆一下,温度是分子平均动能的标志,压强产生的原因是气体分子对容器 b 的频繁碰撞。那影响压强的因素有两个,一个是分子平均动能,一个是分子的密集程度,换句话说就是单位体积内的气体分子的个数。带了这些知识,我们看几道例题。第一题,竖直玻璃管内密闭了一段气体,这是我们的研究对象,气柱的长度是l,玻璃管内外水银面的高度差是h,温度保持不变。把玻璃管向上提升一段距离。让你讨论 l 和 h 的变化,我们一起看一下。题目中给出的操作是把玻璃管稍向上提起一段距离,这样造成的直接效果是气柱的长度变长,对应的是气柱的体积变大。根据题目条件,气体发生等温变化,大家注意结合理想气体状态方程,可以判断出来,温度不变微变大,受气柱的压强减小。可是气柱的压强还可以用上面的式子来表述, p 等于 P 0 减去zh,压强减小,对应的是高度差, h 变大,这样来看 h 和 l 都变大。
老师
答案 a 正确。这个问题解决以后,有同学提出一个思考题,他的问题是这样的,把玻璃管向上提起一段距离,那玻璃管内水银柱上升的高度能不能跟玻璃管上升的高度相同?为了表述方便,我们把玻璃管上升的高度记成 dirt h,这个问题怎么考虑?我建议大家用假设法,我们这么想,假设玻璃管内水银柱上升的高度也是garth,大家想一下,控制柱的长度是不变,那我们看一下状态方程,温度不变,空气柱的长度不变,相当于说是体积不变,那压强也不变。注意第一个结论,根据假设推出的结论,气体压强不变。那我们看上面的式子,水银柱上升的高度是 dirt h,那 h 变大,对应的密闭气体的压强应该减小。
老师
这是第2个结论。大家注意,同一个假设推出了两个结论,矛盾,一个是压强查看隐藏内容