气体实验定律的应用

气体实验定律的综合应用哎，说起这个气体实验定律啊，那可是咱们物理课上的一大亮点！记得有一次，我们班上那俩“杠精”——小李和小王，就为这个定律展开了激烈的辩论。

小李：“哎，你听说了吗？老张最近在做气体实验，那实验结果可神奇了！”小王：“是吗？什么神奇之处啊？”小李：“他发现了一个定律，说是在一定温度和压强下，气体体积和气体分子数量的关系是有规律的！”小王：“哦？那不就是我们物理课上学的玻意耳定律嘛？可这有什么神奇的？”小李：“你不懂，这可是气体实验定律的综合应用啊！老张就是用它解决了咱们实验室的一个大难题。

”原来，咱们实验室最近新买了一台精密仪器，需要用到一种特殊的气体。

可这气体在常温常压下不容易液化，这让实验室的老师们头疼不已。

老张就是用这个气体实验定律，找到了解决之道。

老张：“小李，你来看看，我这里有一些液化气体，你猜猜怎么液化它们的？”小李：“这个……肯定得加压吧？可这气体在常压下都不容易液化，加压能行吗？”老张：“对啊，那就试试看把温度降低吧。

不过，我得计算一下最佳温度和压强。

”小李：“哎呀，老张，这气体实验定律怎么这么有用啊！你能不能教教我？我也想学学！”老张：“哈哈，当然可以。

这气体实验定律就是告诉我们，只要掌握了温度、压强和体积之间的关系，就能解决很多实际问题。

”说着，老张就开始给小李讲解玻意耳定律、查理定律等。

小李听得如痴如醉，忍不住感叹：“原来，物理课上的定律这么有用啊！”从那以后，小李和小王都对气体实验定律产生了浓厚的兴趣。

他们不仅学会了如何应用这个定律解决实际问题，还发现原来物理课上的知识离我们生活这么近。

这让他们对物理这门学科产生了更深的喜爱。

所以说，气体实验定律的综合应用真的很神奇，不仅能解决实际问题，还能让我们发现生活中的美好。

嘿，朋友们，你们也来试试看，用这个定律解决一个生活中的难题吧！。

高中物理选择性必修三典型题练习《气体实验定律的应用》一、单选题1．如图所示是一定质量的某种理想气体状态变化的p V -图像，气体由状态A 变化到状态B 的过程，关于气体的状态变化情况，下列说法正确的是（）A ．此过程中压强逐渐增大，体积逐渐减小B ．A 、B 两状态的温度相等，该过程为等温变化C ．此过程中温度先降低后升高D ．此过程中气体分子平均动能先增大后减小2．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a →b →c →a ，其中纵坐标表示气体压强p 、横坐标表示气体体积V ，a →b 是以p 轴和V 轴为渐近线的双曲线。

则下列结论正确的是（）A ．状态a→b ，理想气体的内能减小B ．状态b→c ，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C ．状态b→c ，外界对理想气体做正功D ．状态c→a ，理想气体的温度降低二、多选题3．如图的家庭小型喷壶总容积为1.4L ，打气筒每次可将压强为51.010Pa ⨯、体积为0.02L 的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。

为了保证喷壶的客舍，壶内空气压强不能超过55.010Pa ⨯；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为53.010Pa ⨯，当壶内空气压强降至51.010Pa ⨯时便不能向外喷水。

现装入1.2L 的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为51.010Pa ⨯。

壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（）A ．为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次B ．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气50次C ．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8LD ．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L4．如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态A →状态B →状态C →状态A 完成一次循环，其状态变化过程的p V -图像如图乙所示。

第2节气体实验定律及应用知识梳理一、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1．气体分子运动的特点1分子很小;间距很大;除碰撞外不受力．2气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等．3分子做无规则运动;大量分子的速率按“中间多;两头少”的规律分布．4温度一定时;某种气体分子的速率分布是确定的;温度升高时;速率小的分子数减少;速率大的分子数增多;分子的平均速率增大;但不是每个分子的速率都增大．2．气体的三个状态参量1体积；2压强；3温度．3．气体的压强1产生原因：由于气体分子无规则的热运动;大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力．2大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力．公式：p＝错误!.3常用单位及换算关系：①国际单位：帕斯卡;符号：Pa;1 Pa＝1 N/m2.②常用单位：标准大气压atm；厘米汞柱cmHg．③换算关系：1 atm＝76 cmHg＝1.013×105Pa≈1.0×105 Pa.4．气体实验定律1等温变化——玻意耳定律：①内容：一定质量的某种气体;在温度不变的情况下;压强p与体积V成反比．②公式：p1V1＝p2V2或pV＝C常量．2等容变化——查理定律：①内容：一定质量的某种气体;在体积不变的情况下;压强p与热力学温度T成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：Δp＝错误!·ΔT.3等压变化——盖—吕萨克定律：①内容：一定质量的某种气体;在压强不变的情况下;其体积V与热力学温度T 成正比．②公式：错误!＝错误!或错误!＝C常量．③推论式：ΔV＝错误!·ΔT.5．理想气体状态方程1理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体．①理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型;实际上不存在．②理想气体不考虑分子间相互作用的分子力;不存在分子势能;内能取决于温度;与体积无关．③实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大;温度不太低时都可看作理想气体．2一定质量的理想气体状态方程：错误!＝错误!或错误!＝C常量．典例突破考点一气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁;形成对器壁各处均匀、持续的压力;作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素1宏观上：决定于气体的温度和体积．2微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．3．平衡状态下气体压强的求法1液片法：选取假想的液体薄片自身重力不计为研究对象;分析液片两侧受力情况;建立平衡方程;消去面积;得到液片两侧压强相等方程．求得气体的压强．2力平衡法：选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象进行受力分析;得到液柱或活塞的受力平衡方程;求得气体的压强．3等压面法：在连通器中;同一种液体中间不间断同一深度处压强相等．4．加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱或活塞为研究对象;进行受力分析;利用牛顿第二定律列方程求解．例1．如图中两个汽缸质量均为M;内部横截面积均为S;两个活塞的质量均为m;左边的汽缸静止在水平面上;右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B;大气压为p0;求封闭气体A、B的压强各多大解析：题图甲中选m为研究对象．p A S＝p0S＋mg得p A＝p0＋错误!题图乙中选M为研究对象得p B＝p0－错误!.答案：p0＋错误!p0－错误!例2．若已知大气压强为p0;在下图中各装置均处于静止状态;图中液体密度均为ρ;求被封闭气体的压强．解析：在甲图中;以高为h的液柱为研究对象;由二力平衡知p气S＝－ρghS＋p0S所以p气＝p0－ρgh在图乙中;以B液面为研究对象;由平衡方程F上＝F下有：p A S＋p h S＝p0Sp气＝p A＝p0－ρgh在图丙中;仍以B液面为研究对象;有p A＋ρgh sin 60°＝p B＝p0所以p气＝p A＝p0－错误!ρgh在图丁中;以液面A为研究对象;由二力平衡得p气S＝p0＋ρgh1S;所以p气＝p0＋ρgh1答案：甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－错误!ρgh丁：p0＋ρgh1例3．如图所示;光滑水平面上放有一质量为M的汽缸;汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞;活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸;最后汽缸和活塞达到相对静止状态;求此时缸内封闭气体的压强p.已知外界大气压为p0解析：选取汽缸和活塞整体为研究对象;相对静止时有：F＝M＋ma再选活塞为研究对象;根据牛顿第二定律有：pS－p0S＝ma解得：p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!考点二气体实验定律及理想气体状态方程1．理想气体状态方程与气体实验定律的关系错误!＝错误!错误!2．几个重要的推论1查理定律的推论：Δp＝错误!ΔT2盖—吕萨克定律的推论：ΔV＝错误!ΔT3理想气体状态方程的推论：错误!＝错误!＋错误!＋……例4．如图;一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成;两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg;横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg;横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接;间距保持为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa;温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距错误!;两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降;活塞缓慢下移;忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦;重力加速度大小g取10 m/s2.求：1在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间;汽缸内封闭气体的温度；2缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时;缸内封闭气体的压强．解析1设初始时气体体积为V1;在大活塞与大圆筒底部刚接触时;缸内封闭气体的体积为V2;温度为T2.由题给条件得V1＝S1错误!＋S2错误!①V2＝S2l②在活塞缓慢下移的过程中;用p1表示缸内气体的压强;由力的平衡条件得S1p1－p＝m1g＋m2g＋S2p1－p③故缸内气体的压强不变．由盖-吕萨克定律有错误!＝错误!④联立①②④式并代入题给数据得T2＝330 K⑤2在大活塞与大圆筒底部刚接触时;被封闭气体的压强为p1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中;被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p′;由查理定律;有错误!＝错误!⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105 Pa⑦答案1330 K 21.01×105 Pa例5．一氧气瓶的容积为0.08 m3;开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时;需重新充气．若氧气的温度保持不变;求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．解析：设氧气开始时的压强为p1;体积为V1;压强变为p22个大气压时;体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①重新充气前;用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1②设用去的氧气在p01个大气压压强下的体积为V0;则有p2V3＝p0V0③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV;则氧气可用的天数为N＝V0/ΔV④联立①②③④式;并代入数据得N＝4天⑤答案：4天考点三气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较例6．为了将空气装入气瓶内;现将一定质量的空气等温压缩;空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是解析：选B.等温变化时;根据pV＝C;p与错误!成正比;所以p－错误!图象是一条通过原点的直线;故正确选项为B.当堂达标1．如图所示;一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置;金属圆块A的上表面是水平的;下表面是倾斜的;下表面与水平面的夹角为θ;圆块的质量为M;不计圆块与容器内壁之间的摩擦;若大气压强为p0;则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为________．解析：对圆块进行受力分析：重力Mg;大气压的作用力p0S;封闭气体对它的作用力错误!;容器侧壁的作用力F1和F2;如图所示．由于不需要求出侧壁的作用力;所以只考虑竖直方向合力为零;就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡;故p0S＋Mg＝错误!·cos θ;即p＝p0＋错误!.答案：p0＋错误!2．某压缩式喷雾器储液桶的容量是5.7×10－3 m3.往桶内倒入4.2×10－3 m3的药液后开始打气;打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进2.5×10－4m3的空气;要使喷雾器内药液能全部喷完;且整个过程中温度不变;则需要打气的次数是A．16次B．17次C．20次D．21次解析：选B.设大气压强为p;由玻意耳定律;npV0＋pΔV＝pV;V0＝2.5×10－4m3;ΔV ＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3;V＝5.7×10－3m3;解得n＝16.8次≈17次;选项B正确．3．多选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A．ab过程中不断增大B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增大D．da过程中保持不变解析：选AB.首先;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;如图所示;则ae是等容线;即V a＝V e;因为V d＜V e;所以V d＜V a;da过程中体积不是保持不变;D错误．4．已知湖水深度为20 m;湖底水温为4 ℃;水面温度为17 ℃;大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时;其体积约为原来的取g＝10 m/s2;ρ水＝1.0×103 kg/m3A．2.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍解析：选C.一标准大气压约为10 m高的水柱产生的压强;所以气泡在湖底的压强p1约为3.0×105Pa;由理想气体状态方程得;错误!＝错误!;而T1＝4＋273K＝277 K;T2＝17＋273K＝290 K;温度基本不变;压强减小为原来的错误!;体积扩大为原来的3倍左右;C项正确．5．如图所示;上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置;横截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60 cm 处设有a、b两限制装置;使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上;缸内气体的压强为p0p0＝1.0×105 Pa为大气压强;温度为300 K．现缓慢加热汽缸内气体;当温度为330 K时;活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时;活塞上移了4 cm.g 取10 m/s2.求活塞的质量和物体A的体积．解析：设物体A的体积为ΔV;T1＝300 K;p1＝1.0×105Pa;V1＝60×40 cm3－ΔV;T2＝330 K;p2＝错误!Pa;V2＝V1;T3＝360 K;p3＝p2;V3＝64×40 cm3－ΔV.由状态1到状态2为等容过程;则错误!＝错误!;代入数据得m＝4 kg.由状态2到状态3为等压过程;则错误!＝错误!;代入数据得ΔV＝640 cm3.答案：4 kg 640 cm3。

高中物理【气体实验定律的应用】典型题1．一定质量的理想气体，从图中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 状态的温度最高，C 状态的体积最大解析：选A ．在p -T 图象中斜率的倒数反映气体的体积，所以V A ＝V B ＞V D ＞V C ，故选项B 、C 、D 均错．2．如图所示为一定质量理想气体的体积V 与温度T 的关系图象，它由状态A 经等温过程到状态B ，再经等容过程到状态C ．设A 、B 、C 状态对应的压强分别为p A 、p B 、p C ，则下列关系式中正确的是( )A ．p A ＜pB ，p B ＜pC B ．p A ＞p B ，p B ＝p C C ．p A ＞p B ，p B ＜p CD ．p A ＝p B ，p B ＞p C解析：选A ．由pVT ＝常量得：A 到B 过程，T 不变，体积减小，则压强增大，所以p A＜p B ；B 经等容过程到C ，V 不变，温度升高，则压强增大，即p B ＜p C ，所以A 正确．3．如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a 、b 两部分．已知a 部分气体为1 mol 氧气，b 部分气体为2 mol 氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体．解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a 、V b ，温度分别为T a 、T b .下列说法正确的是( )A ．V a >V b ，T a >T bB ．V a >V b ，T a <T bC ．V a <V b ，T a <T bD ．V a <V b ，T a >T b解析：选D ．解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由pV ＝nRT 可知b 部分压强大，故活塞左移，平衡时V a <V b ，p a ＝p b .活塞左移过程中，a 气体被压缩内能增大，温度增大，b 气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时T a >T b ，故选D ．4．如p -V 图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T 1、T 2、T 3，用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N 1________N 2，T 1________T 3，N 2________N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)解析：根据理想气体状态方程p 1′V 1′T 1＝p 2′V 2′T 2＝p 3′V 3′T 3，可知T 1＞T 2，T 2<T 3，T 1＝T 3；由于T 1>T 2，状态1时气体分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，分子密度相等，故单位面积的平均碰撞次数多，即N 1>N 2；对于状态2、3，由于V 3′>V 2′，故分子密度n 3<n 2，T 3>T 2，故状态3分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，而且p 2′＝p 3′，因此状态2单位面积的平均碰撞次数多，即N 2>N 3.答案：大于 等于 大于5．容器内装有1 kg 的氧气，开始时，氧气压强为1.0×106 Pa ，温度为57 ℃，因为漏气，经过一段时间后，容器内氧气压强变为原来的35，温度降为27 ℃，求漏掉多少千克氧气？解析：由题意知，气体质量m ＝1 kg ，压强p 1＝1.0×106 Pa ，温度T 1＝(273＋57)K ＝330 K ，经一段时间后温度降为T 2＝(273＋27)K ＝300 K ， p 2＝35p 1＝35×1.0×106 Pa ＝6.0×105 Pa ，设容器的体积为V ，以全部气体为研究对象， 由理想气体状态方程得：p 1V T 1＝p 2V ′T 2代入数据解得：V ′＝p1VT 2p 2T 1＝1.0×106×300V 6.0×105×330＝5033V ，所以漏掉的氧气质量为：Δm ＝ΔVV ′×m ＝50V 33－V 50V33×1 kg ＝0.34 kg.答案：0.34 kg6．如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76 cmHg ，环境温度为296 K.(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．解析：(1)设细管的长度为L ，横截面的面积为S ，水银柱高度为h ；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h 1，被密封气体的体积为V ，压强为p ；细管倒置时，气体体积为V 1，压强为p 1.由玻意耳定律有pV ＝p 1V 1① 由力的平衡条件有p ＝p 0＋ρgh ② p 1＝p 0－ρgh ③式中，ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p 0为大气压强．由题意有V ＝S (L －h 1－h )④V 1＝S (L －h )⑤由①②③④⑤式和题给条件得L ＝41 cm.⑥ (2)设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ， 由盖—吕萨克定律有V T 0＝V 1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T ＝312 K ．⑧ 答案：(1)41 cm (2)312 K7．如图所示，按下压水器，能够把一定量的外界空气，经单向进气口压入密闭水桶内．开始时桶内气体的体积V 0＝8.0 L ，出水管竖直部分内外液面相平，出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h 1＝0.20 m ．出水管内水的体积忽略不计，水桶的横截面积S ＝0.08 m 2.现压入空气，缓慢流出了V 1＝2.0 L 水．求压入的空气在外界时的体积ΔV 为多少？已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，设整个过程中气体可视为理想气体，温度保持不变．解析：设流出2 L 水后，液面下降Δh ，则Δh ＝V 1S此时，瓶中气体压强p 2＝p 0＋ρg (h 1＋Δh ) 体积V 2＝V 0＋V 1设瓶中气体在外界压强下的体积为V ′ 则p 2V 2＝p 0V ′初始状态瓶中气体压强为p 0，体积为V 0，故ΔV ＝V ′－V 0 解得ΔV ＝2.225 L. 答案：2.225 L8．如图，一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p 0和V 0，氢气的体积为2V 0，空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：(1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积．解析：(1)设抽气前氢气的压强为p 10，根据力的平衡条件得 (p 10－p )·2S ＝(p 0－p )·S ① 得p 10＝12(p 0＋p )．②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1，氮气的压强和体积分别为p 2和V 2.根据力的平衡条件有p 2·S ＝p 1·2S ③由玻意耳定律得p 1V 1＝p 10·2V 0④ p 2V 2＝p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故 V 1－2V 0＝2(V 0－V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p 1＝12p 0＋14p ⑦V 1＝4(p 0＋p )V 02p 0＋p.⑧答案：(1)12(p 0＋p ) (2)12p 0＋14p 4(p 0＋p )V 02p 0＋p9．在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l 1＝18.0 cm 和l 2＝12.0 cm.左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U 形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．解析：设U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p 1和p 2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p ，此时原左、右两边气柱长度分别变为l 1′和l 2′.由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)①式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5 cm⑤l2′＝7.5 cm⑥答案：22.5 cm7.5 cm10．如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃，求此时活塞下方气体的压强．解析：(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1①(3p0)V＝p1(2V－V1)②联立①②式得V1＝V 2③p1＝2p0④(2)打开K 3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A 中气体的体积之和为V 2(V 2≤2V )时，活塞下气体压强为p 2.由玻意耳定律得(3p 0)V ＝p 2V 2⑤ 由⑤式得 p 2＝3VV 2p 0>p 0⑥由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；此时p 2为p 2′＝32p 0.(3)设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1＝300 K 升高到T 2＝320 K 的等容过程中，由查理定律得p 2′T 1＝p 3T 2⑦ 将有关数据代入⑦式得p 3＝1.6p 0⑧答案：(1)V22p 0 (2)上升直到B 的顶部 (3)1.6p 0。

气体试验定律一、气体实验定律概述1. 玻意耳定律- 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。

- 表达式：pV = C（C是常量，与气体的种类、质量、温度有关）。

- 适用条件：气体质量一定且温度不变。

例如，用注射器封闭一定质量的空气，缓慢推动或拉动活塞改变体积，同时测量压强，会发现压强与体积的乘积近似为定值。

2. 查理定律- 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T 成正比。

- 表达式：(p)/(T)=C（C是常量，与气体的种类、质量、体积有关）。

- 适用条件：气体质量一定且体积不变。

将一定质量的气体密封在一个刚性容器（如烧瓶）中，对容器加热或冷却，测量不同温度下的压强，会发现压强与温度的比值近似为定值。

这里的温度必须是热力学温度（T = t+273.15K，t为摄氏温度）。

3. 盖 - 吕萨克定律- 内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T 成正比。

- 表达式：(V)/(T)=C（C是常量，与气体的种类、质量、压强有关）。

- 适用条件：气体质量一定且压强不变。

例如，将一个带有活塞且活塞可自由移动的容器中的气体加热，保持压强不变（活塞可自由移动以平衡外界压强），测量不同温度下的体积，会发现体积与温度的比值近似为定值。

二、图像表示1. 玻意耳定律图像- 在p - V图像中，一定质量温度不变的气体的图像是双曲线的一支。

因为pV = C，p=(C)/(V)，这是反比例函数的形式。

- 在p-(1)/(V)图像中，是过原点的直线，因为p = C×(1)/(V)，斜率k = C。

2. 查理定律图像- 在p - T图像中，一定质量体积不变的气体图像是过原点的直线，因为(p)/(T)=C，p = C× T，斜率k = C。

3. 盖 - 吕萨克定律图像- 在V - T图像中，一定质量压强不变的气体图像是过原点的直线，因为(V)/(T)=C，V = C× T，斜率k = C。

三个气体实验定律的使用范围在气体的世界里，有三大法宝，那就是波义耳定律、查理定律和阿伏伽德罗定律。

听起来挺复杂，但其实它们就像一把钥匙，帮我们打开了气体行为的宝藏。

咱们先来聊聊波义耳定律，这个家伙可厉害了。

它告诉我们气体的压力和体积是成反比的，也就是说，压得越紧，体积就越小，反之亦然。

这就像你把一个气球捏紧，气球里的空气被迫挤到一块儿，结果气球就变小了。

没错，生活中常见的这个现象，就是波义耳定律在偷偷地发挥作用。

咱们说说查理定律。

这个定律就好比是天气预报，它把气体的体积和温度连接在了一起。

想象一下，你在夏天的海滩上，阳光一照，那沙子热得简直像蒸炉。

气球里的空气被加热后，体积也跟着膨胀。

这时候，你的气球就像个小巨人，越来越大。

查理定律告诉我们，温度升高，气体体积也会随之增大，简直就是“热胀冷缩”的绝佳体现。

谁能想到，咱们的气体竟然也有这么多小秘密呢！来看看阿伏伽德罗定律。

这个定律有点像是气体的“社交网络”，它让我们明白，气体的体积和气体分子的数量是成正比的。

简单来说，气体分子越多，体积就越大。

就像在派对上，人越多，房间就越挤。

想象一下，如果你在一个小房间里聚集了太多朋友，结果大家都快挤成一团了。

这就是阿伏伽德罗定律的魅力所在。

它帮助我们了解，气体并不是随便堆在一起的，每一个分子都在发挥着自己的作用。

这些定律不是随便说说的，它们有各自的“使用范围”。

波义耳定律一般适用于温度不变的条件下。

如果你把气体加热，那可就不能简单地用这个定律了，毕竟气体的行为可不止是“捏一捏”那么简单。

查理定律则需要在压力不变的情况下适用，咱们可不能把它当成万能钥匙，毕竟气体的世界那么复杂，总有些特例在等着我们去发现。

阿伏伽德罗定律相对比较宽泛，只要气体的状态保持一致，它的适用范围就相对广泛。

不过，咱们在使用这些定律的时候，得小心哦。

如果气体遇到特殊的条件，比如极端的温度或者压力，事情可就会变得不那么简单。

就像生活一样，想要让一切都顺风顺水，还得看具体情况。

亨利气体定律亨利气体定律是描述气体溶解度与压力之间关系的基本定律。

它是由英国化学家威廉·亨利于1803年发现的，对于理解气体在液体中的溶解以及气体溶液在各种工业和科学领域的应用具有重要意义。

亨利气体定律可以简述为：在一定温度下，气体在液体中的溶解度与该气体的分压成正比。

换句话说，溶解度随气体分压的增加而增加。

这一定律可以用数学公式表示为：C = kP，其中C表示溶解度，P表示气体分压，k为比例常数。

亨利气体定律的发现对于理解气体在液体中的溶解、气体吸收和释放等现象提供了重要的理论基础。

亨利气体定律的应用非常广泛。

在化学实验中，我们常常利用亨利气体定律来计算气体溶解度，从而确定反应的进程和平衡条件。

例如，在酸碱滴定实验中，我们可以利用亨利气体定律来计算二氧化碳在溶液中的溶解度，从而确定滴定终点。

在工业领域，亨利气体定律也有重要应用。

例如，在石油工业中，利用亨利气体定律可以计算原油中各种气体的溶解度，从而确定油田开采的工艺和参数。

此外，亨利气体定律还被应用于环境科学研究中，例如用于计算气体在水体中的溶解度，从而研究水体的污染和净化等问题。

除了亨利气体定律的应用，我们还可以从亨利气体定律中得到一些有趣的结论。

首先，亨利气体定律告诉我们，气体在液体中的溶解度与气体的性质和温度有关。

一般来说，温度越低，气体的溶解度越大。

其次，亨利气体定律还告诉我们，气体在液体中的溶解度随着压力的增加而增加，但增加的速率是递减的。

换句话说，当气体分压较小时，溶解度的增加较快；当气体分压较大时，溶解度的增加较慢。

亨利气体定律是描述气体在液体中溶解度与压力之间关系的重要定律。

它在化学实验、工业生产和环境科学等领域都有广泛的应用。

通过研究亨利气体定律，我们可以更好地理解气体溶解的过程和规律，为实验和生产提供指导，进一步推动科学技术的发展。

图1运用气体定律解决变质量问题的几种方法解变质量问题是气体定律教学中的一个难点，气体定律的适用条件是气体质量不变，所以在解决这一类问题中就要设法将变质量转化为定质量处理。

常用的解题方法如下。

一、等效的方法在充气、抽气的问题中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。

1.充气中的变质量问题设想将充进容器内的气体用一根无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的．这样，我们就将变质量的问题转化成质量一定的问题了．例1．一个篮球的容积是2.5L ，用打气筒给篮球打气时，每次把510Pa 的空气打进去3125cm 。

如果在打气前篮球里的空气压强也是510Pa ，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少Pa ？（设在打气过程中气体温度不变）解析： 由于每打一次气，总是把V ∆体积，相等质量、压强为0p 的空气压到容积为0V 的容器中，所以打n 次气后，共打入压强为0p 的气体的总体积为n V ∆，因为打入的n V ∆体积的气体与原先容器里空气的状态相同，故以这两部分气体的整体为研究对象．取打气前为初状态：压强为0p 、体积为0V n V +∆；打气后容器中气体的状态为末状态：压强为n p 、体积为0V ．令2V 为篮球的体积,1V 为n 次所充气体的体积及篮球的体积之和则1 2.5300.125V L L =+⨯由于整个过程中气体质量不变、温度不变，可用玻意耳定律求解。

1122p V p V ⨯=⨯55112210(2.5300.125)Pa 2.510Pa 2.5p V p V ⨯⨯+⨯===⨯2.抽气中的变质量问题用打气筒对容器抽气的的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。

气体实验三大定律
气体实验三大定律是研究气体热力学规律的基础，它们分别是波义耳-马略特定律、
查理定律、盖-吕萨克定律。

本文将对这三大定律逐一进行介绍。

1. 波义耳-马略特定律
波义耳-马略特定律也称为温度定律，它指出：在等压下，气体的体积与温度成正比，即V/T为常数。

该定律的提出者是达尔文的老师波义耳和他的学生马略特，在1824年的一次会议上首次发表了这一规律。

波义耳-马略特定律实验的具体方法是：通过测量同一气体在不同温度下的体积变化，得到V/T的比值始终保持不变。

这个定律的意义在于，它为温度和气体体积之间的关系提
供了一个简单的数学表达式，为热力学的发展打下了坚实的基础。

2. 查理定律
查理定律也称为等压定律，它指出：在恒定压力下，气体的体积与温度成正比，即
V/T为常数。

该定律由法国科学家约瑟夫·路易·盖-吕萨克研究气体的性质时，通过实验发现的。

3. 盖-吕萨克定律
盖-吕萨克定律实验的原理是：将气体密封在一个可变大小的容器中，通过改变容器
的体积，测量不同体积下气体的压力，得出P*V的比值始终保持不变。

盖-吕萨克定律在现代化学中有着广泛的应用，可以应用于酸碱反应、氧化还原反应等方面的化学计算。

以上就是气体实验三大定律的详细介绍。

这三大定律不仅为气体热力学的发展奠定了
基础，也为各种领域的科学研究提供了重要的理论支持。

气体实验定律的应用物理气体实验定律是物理学中的基础理论之一，经过几百年的发展，它已经成为物理研究的基础知识。

气体实验定律首先是由十七世纪伦敦医学院物理学家和化学家蒙哥马利提出的，并由他继续发展，是物理学中最重要的基础理论之一。

气体实验定律描述了一定条件下的气体的特性，包括它们的压力、密度、温度及混合特性，它的基本原理是压力x体积（PV）=常数。

气体实验定律有三个版本，分别是蒙哥马利定律、弗里德曼定律和贝尔利定律。

它们的共同特点是压力与体积的乘积等于常数，而温度则是该常数的函数。

此外，气体实验定律还用于研究其他气体系统，包括涡轮发动机、微型船只和航空器。

这些系统的特点是，它们受压力差和温度变化的影响，因而涉及到气体实验定律的相关理论。

涡轮发动机的工作原理可以用气体实验定律来描述，它们通过压缩气体来产生动力，而微型船只和航空器则是通过把气体压缩和放出来来提供推力达到行驶。

此外，气体实验定律也广泛应用于飞行控制和飞行仿真技术中，这些技术可以采用计算机模拟机场空气流动，从而对飞机进行控制。

从计算机模拟中可以获得气体实验定律的参数，这些参数包括压力、温度、速度及其变化的比率，并可以将这些参数应用到实际的飞行控制中，从而提升飞机的精度和安全性。

气体实验定律也可用于气体动力系统的设计，比如火箭引擎系统。

它可以用来进行火箭发射系统的性能测试，以及火箭发射轨道的估算和计算。

火箭系统的设计和运行过程中，各种气体的变化都受到气体实验定律的影响，包括火箭发动机的气体吸气和排气制动、火箭飞行控制和火箭结构的分析等。

在未来的物理研究中，气体实验定律将会得到更多的应用。

它可以用来研究物质的混合特性，以及物质如何受到压力、温度和其他因素的影响，从而更好地了解物质的本质特性。

此外，气体实验定律也会在今后的飞行器、发动机及其他动力系统的设计和研究中发挥重要作用。

综上所述，气体实验定律是一项重要的物理研究基础理论，它以PV=常数的形式描述了一定条件下气体的特性，并有三个版本，分别是蒙哥马利定律、弗里德曼定律和贝尔利定律。

气体实验定律的应用物理气体实验定律是物理学中一部分重要的原理和定律，对于深入研究物理学乃至更广泛的科学有重要意义。

本文主要讨论气体实验定律的应用物理，包括其原理和应用。

气体实验定律的原理气体实验定律是由劳伦斯开普勒在1787年首先提出的，它是根据实验测定的结果而推断出来的，指出在室温条件下，1升的气体的体积与温度和压力存在一定的关系。

它表明，密度恒定时，压力和体积成正比，压力恒定时，体积和温度呈反比。

开普勒还提出了气体实验定律的终极性质，即宏观上气体压力受温度和体积的双重影响，可以用PV＝RT表示。

气体实验定律的应用由于气体实验定律的准确性和卓越的效率，在物理学中受到了广泛的应用。

首先，气体实验定律可以提供重要的理论依据，以研究介质的作用机理和行为。

在气体模型中，可以利用气体实验定律，说明当体积变化时，压力和温度的关系，以及当气体流动时，气体体积和压强的变化。

其次，气体实验定律可以用来计算气体压强等物理量，并应用于工程技术。

在制冷机原理中，运用气体实验定律计算制冷机中压缩机的压强，计算制冷剂的温度和压力变化，有助于设计出结构合理、性能可靠的制冷机。

此外，在气体动力学方面，气体实验定律可以用于计算热机等其他机械设备，用来提高工作效率。

在燃烧机中，可以运用气体实验定律，计算燃烧机内部的热机，根据压强变化使其工作更高效。

最后，气体实验定律是热学的理论基础和工程设计的重要参考。

例如，可以利用气体实验定律，计算气体受热时的压强和温度变化，用以研究热学现象的发展趋势，也可以作为估算容器体积和压强的参考。

结论从上述内容可以看出，气体实验定律具有多方面的应用价值，其原理也可以被广泛应用于工程技术、热学和动力学等领域，是物理学中重要的理论和工程技术标准。

三大气体实验定律适用范围1. 引言嘿，朋友们，今天咱们来聊聊气体的那些事儿，尤其是三大气体定律。

你可能会问，什么三大气体定律？这不就是气体的那些行为准则吗？别急，我慢慢给你道来。

说到这三大定律，就得提到博伊尔定律、查尔斯定律和阿伏伽德罗定律。

它们可都是气体界的“明星”，但是它们也不是万能的哦！今天咱们就看看这三位的适用范围，以及什么时候它们可能会“掉链子”。

准备好了吗？那咱们就开始吧！2. 博伊尔定律（Boyle's Law）。

2.1 定义与基本概念博伊尔定律说的就是，在温度不变的情况下，气体的压强和体积是成反比的。

也就是说，体积小了，压强就大；体积大了，压强就小。

简单来说，就像挤气球，你越挤，里面的气体越是“抗拒”，压强就越高。

听起来是不是有点意思？不过啊，这个定律适用的前提是气体得是理想气体，也就是在特定条件下，气体分子间的相互作用可以忽略不计。

2.2 适用范围但是，现实生活中，咱们常见的气体，比如空气、氮气等，通常在高压或低温的情况下，就不那么“听话”了。

比如说，咱们喝汽水的时候，瓶子里的气体压强很大，一打开瓶盖，哗的一声，气泡就“跑”出来了。

这时候，你就发现博伊尔定律可能就有点不太适用了。

气体分子之间的相互作用，以及温度的变化，都会影响到它的表现。

3. 查尔斯定律（Charles's Law）。

3.1 定义与基本概念接下来咱们聊聊查尔斯定律。

这位大神告诉我们，在压强不变的情况下，气体的体积和温度是成正比的。

换句话说，你加热气体，气体就会膨胀；你冷却气体，它就会缩小。

就像夏天开空调，温度下降，气体就“乖乖”缩小；而冬天，气体被加热时，就像是膨胀的小气球，嘭嘭嘭的。

3.2 适用范围不过，查尔斯定律也有它的“短板”。

它主要适用于低压气体，也就是那些“安分守己”的家伙。

像在高压情况下，气体的行为就可能会变得复杂。

这就好比在一堆人群中，有的人总是爱闹腾，而有的人则偏爱安静。

一旦气体的压力过大，分子之间的相互作用就开始影响体积了，查尔斯定律就没那么靠谱了。

气体定律实验报告气体定律实验报告引言：气体是我们生活中不可或缺的一部分，而了解气体的性质和行为对于许多科学领域都至关重要。

气体定律是研究气体行为的基本原理，通过实验来验证这些定律可以帮助我们更好地理解气体的特性。

本实验旨在通过对气体定律的实验验证，探究气体的压强、体积和温度之间的关系。

实验一：气体压强与体积的关系实验目的：通过改变气体的体积，观察气体压强的变化，验证气体定律中的波义尔定律。

实验步骤：1. 将气体收集瓶置于水槽中，保证瓶口完全浸没在水中。

2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。

3. 使用活塞缓慢地压缩或释放气体，每次压缩或释放后记录下气体收集瓶中的水位。

4. 根据实验数据计算气体压强与体积的比值。

实验结果与分析：通过实验观察和数据计算，我们可以得出气体压强与体积成反比的结论。

当压缩气体时，体积减小，压强增大；当释放气体时，体积增大，压强减小。

这符合波义尔定律的预期结果。

实验二：气体压强与温度的关系实验目的：通过改变气体的温度，观察气体压强的变化，验证气体定律中的查理定律。

实验步骤：1. 将气体收集瓶置于恒温水槽中，保持温度恒定。

2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。

3. 将气体收集瓶放入不同温度的水槽中，记录下气体收集瓶中的水位。

4. 根据实验数据计算气体压强与温度的比值。

实验结果与分析：通过实验观察和数据计算，我们可以得出气体压强与温度成正比的结论。

当温度升高时，气体分子的平均动能增加，撞击容器壁的频率增加，从而导致压强的增加。

这符合查理定律的预期结果。

实验三：气体体积与温度的关系实验目的：通过改变气体的温度，观察气体体积的变化，验证气体定律中的盖-吕萨克定律。

实验步骤：1. 将气体收集瓶置于恒温水槽中，保持温度恒定。

2. 使用滴管向气体收集瓶中注入适量的气体，同时记录下气体收集瓶中的水位。

3. 将气体收集瓶放入不同温度的水槽中，记录下气体收集瓶中的水位。

拉乌尔定律的应用拉乌尔定律是热力学中的一个重要定律，用于描述气体在等温条件下的压强与体积的关系。

本文将围绕拉乌尔定律的应用展开讨论，并探究其在实际生活中的意义。

拉乌尔定律是由法国物理学家拉乌尔在19世纪初提出的，它表明在恒定温度下，气体的压强与体积呈反比关系。

具体而言，当气体的温度保持不变时，如果将气体的体积减小一半，那么气体的压强将增加一倍；反之，如果将气体的体积增加一倍，那么气体的压强将减少一半。

拉乌尔定律的应用广泛，下面我们将从几个方面介绍其在不同领域的具体应用。

在工程领域，拉乌尔定律是设计和运行压力容器的基础。

压力容器是一种能够承受高压气体或液体的容器，如气瓶、锅炉等。

根据拉乌尔定律，当容器的体积减小时，容器内的压强将增加，因此在设计压力容器时需要考虑到所需的压强和体积之间的关系，以确保容器的安全运行。

在化学实验中，拉乌尔定律也扮演着重要角色。

例如，在气体收集实验中，我们常常使用气体收集瓶来收集气体。

根据拉乌尔定律，当我们将气体收集瓶的体积减小时，气体在瓶内的压强将增加，从而方便气体的收集。

利用拉乌尔定律，我们可以精确控制气体收集的速度和效率。

拉乌尔定律在气象学中也有重要的应用。

气象学家通过观测和分析大气压强的变化，可以预测天气的变化趋势。

根据拉乌尔定律，当气压升高时，气体的体积将减小，这意味着天气可能会变得晴朗或干燥；相反，当气压下降时，气体的体积将增大，这可能意味着天气将变得阴雨连绵。

因此，拉乌尔定律为气象学家提供了一种重要的工具来预测天气变化。

在生活中，拉乌尔定律也有一些实际应用。

例如，当我们乘坐电梯上升或下降时，我们会感受到耳朵的堵塞感。

这是因为随着电梯升降，电梯内的气压也在变化。

根据拉乌尔定律，当电梯上升时，气体的体积减小，气压增大，导致耳腔内外的气压差，从而引起耳朵的不适感。

类似地，当飞机起飞或降落时，由于气压的变化，我们也会感到耳朵的不适。

拉乌尔定律作为热力学中的重要定律，在工程、化学、气象学以及日常生活中都有着广泛的应用。