气体的压强与温度的关系(二)

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。

绝热状态下气体体积压强和温度关系
在物理学中，绝热状态下气体体积压强和温度之间存在着密切
的关系。

绝热过程是指在过程中系统与外界没有热量交换的情况下
进行的，即热量不流入或流出系统。

在这种情况下，气体的体积、
压强和温度之间的关系可以用绝热过程的理想气体方程来描述。

理想气体方程可以表示为PV^γ = 常数，其中P为气体的压强，V为气体的体积，γ为绝热指数（对于单原子分子气体，γ=5/3；
对于双原子分子气体，γ=7/5）。

根据理想气体方程，当气体的体
积减小时，压强会增加；当气体的体积增大时，压强会减小。

这表
明在绝热状态下，气体的体积和压强是呈反比关系的。

此外，根据理想气体方程，绝热过程中气体的温度和体积也存
在一定的关系。

当气体的体积减小时，温度会增加；当气体的体积
增大时，温度会减小。

这表明在绝热状态下，气体的体积和温度之
间也是存在一定的关系的。

绝热状态下气体体积压强和温度之间的关系是一个重要的物理
学概念，在工程和科学领域都有着广泛的应用。

通过研究和理解这
一关系，人们可以更好地控制和利用气体的性质，从而推动各个领
域的发展和进步。

希望通过不断的研究和探索，我们可以更深入地
理解绝热状态下气体的性质，为人类的发展和进步做出更大的贡献。

理想气体压强和温度公式理想气体压强和温度公式是理想气体状态方程的重要组成部分。

理想气体状态方程描述了理想气体的状态特性，包括其压强、体积和温度之间的关系。

理想气体状态方程的公式为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为气体常数，T代表气体的绝对温度。

理想气体状态方程可以进一步展开，得到理想气体的理想气体压强和温度公式。

理想气体的理想气体压强和温度公式可以通过两种方式得到：基于动理论和基于热力学。

基于动理论的理想气体压强和温度公式根据分子间的相互作用来推导。

在理想气体中，气体分子之间的相互作用可以被忽略不计。

基于动理论的公式为P=nmv^2/3V，其中m为气体分子的质量，v为气体分子的速度。

从公式可以看出，理想气体的压强与气体分子质量和速度的平方成正比。

基于热力学的理想气体压强和温度公式根据气体的热力学性质推导。

根据热力学第一定律，理想气体的内能变化与吸热和对外做功之间有关。

对于理想气体来说，没有分子之间的相互作用，因此其内能只与温度有关。

根据热力学方程，理想气体内能的变化为dU=CvdT，其中Cv为定容摩尔热容，dT为温度变化。

根据理想气体的状态方程PV=nRT，可得到V与T关系为V=nRT/P。

代入内能的变化公式，可以得到P=Cv(nR/P)dT。

整理可得到PdV+Cv(nR/P)dT=0，进一步整理可得到PdV/T+CvRdV/P=0。

根据微分学中的换元法，可以得到PdT/T+CvRdV/P=0。

在等温过程中，dT为0，所以PdV/T=0，进一步得到P/T=常数。

这就是理想气体的理想气体压强和温度公式。

从公式可以看出，理想气体的压强与温度成正比。

理想气体压强和温度公式在理论物理和工程领域中有着重要的应用。

例如，在热力学和热工学中，理想气体压强和温度公式可以用来计算理想气体工质在不同条件下的压强和温度变化。

在物理化学中，理想气体压强和温度公式可以用来描述理想气体的行为，例如气体反应的速率常数和平衡常数的计算。

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？