气体的压力与体积关系

SF6气体的压力、体积、物质的量和温度的关系的相关知识

分类：技术 | 标签： 电力技术 SF6 低温 闭锁信号

2010-12-27 07:43 阅读(1371)评论(0)

★六氟化硫，分子式SF6，相对分子质量为146.06，常温常压下为无色、无味、无毒、无腐蚀性、不燃、不爆炸的气体，密度约为空气的5倍，标准状态下密度为6.0886kg/立方米.在低温和加压情况下呈液态，冷冻后变成白色固体。升华温度为-63.9℃,熔点-50.8℃,临界温度45.55℃，临界压力为3.759MPa。六氟化硫具有良好的化学稳定性和热稳定性，卓越的电绝缘性和灭弧性能

★SF6气体液化温度:它在一个大气压下(即0.1MPa)，液化温度为-62℃；在1.2MPa压力下，液化温度为0℃；一般充入断路器的SF6气体压力为0.35～0.65MPa范围(由充气时的环境温度具体确定)，其液化温度为-40℃。

★临界温度是SF6气体出现液化的最高温度临界压力表示在这个温度下出现液化所需的气体压力。SF6只有在温度高于45度以上时才能保持气态，在通常使用条件下，它有液化的可能性，因此SF6不能在低温度和过低压力下使用。

★SF6 的电气强度约为空气的2 . 5 倍，灭弧能力更高达空气的100 倍以上，所以在超高压和特高压的范畴内，它已完全取代绝缘油和压缩空气而成为唯一的断路器灭弧媒质。

★六氟化硫理化特性方面的若干问题气体要作为绝缘媒质应用于工程实际，不但应具有高电气强度，而且还要具备良好的理今化特性。sF6气体是唯一获得广泛应用的强电负性气体的原因即在于此.C 下面对SF6气体实际应用中的理化特性作一介绍：

（一）液化问题

现代sF6 高压断路器的气压在0 . 7Mpa 左右，而GIS 中除断路器外其余部分的充气压力一般不超过0.45MPa 。，如果20℃ 时的充气压力为0 . 75MPa （相当于断路器中常

理想气体定律气体压强和体积的关系

理想气体定律是描述气体压强、体积和温度之间关系的基本法则。根据理想气体定律，气体的压强与其体积成反比，而与其温度成正比。

这一定律最早由弗朗西斯科·博伊尔在1662年提出，并在18世纪由约瑟夫·路易·盖·吕萨克和约翰·道尔顿等科学家进一步发展。理想气体定律的数学表达式为P·V = n·R·T，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量（摩尔数），R是气体常数，T表示气体的温度（开氏温度）。

根据理想气体定律，当温度不变时，气体的压强与体积成反比。这意味着如果我们将气体的体积减小一半，那么其压强将增加两倍；反之，如果气体的体积增加一倍，其压强将减少一半。这个规律可以通过实验验证。

在实际应用中，理想气体定律可以用来解释和预测气体的行为。例如，在工业和化学实验中，我们可以利用理想气体定律来计算和控制气体的压强和体积。此外，理想气体定律还为研究气体的物理性质提供了方便而简洁的数学工具。

然而，需要注意的是，理想气体定律只适用于理想气体，即假设气体的分子间相互作用力可以忽略不计。在实际情况下，气体的分子间相互作用力会对气体的行为产生影响，因此在高压和低温下，理想气体定律的适用性将受到限制。 此外，理想气体定律还可以进一步推广，引入其他状态方程来描述特定气体的行为。例如，当气体被压缩到非常高的压力时，我们可以使用范德瓦尔斯方程来更准确地描述气体的行为。

总结来说，理想气体定律是描述气体压强和体积之间关系的基本定律。它提供了简单而有效的数学工具，帮助我们理解和预测气体的行为。然而，在实际应用中需要注意其适用范围，并根据具体情况选择合适的状态方程来描述气体的行为。

气体的压强与体积的关系（一）

一、填空题

1．气体的状态参量是指、和。

2．水的沸点是100℃，用热力学温标表示为K。当水的温度从0℃升高到20℃时，用热力学温标表示其升高的温度为K。

3．通常温度是表示物体的物理量，从分子动理论观点看，温度是物体内部的标志。容器壁面积上受到的气体压力就是气体压强，气体对容器壁有压力，从分子动理论观点看，这是由于容器中而产生的。

4．一根直玻璃管，用长为10 cm的水银柱封住一段空气柱，外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强，则管子竖直放置、开口向上时，管内空气柱的压强为cmHg；管子竖直放置、开口向下时，管内空气柱的压强为cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向下时，管内空气柱的压强为cmHg；管子与水平面成30°角放置、开口向上时，管内空气柱的压强为cmHg。

5．如图所示，各玻璃管内封闭的液体都是水银，水银密度为13.6×103kg/m3，外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强，两端水银面的高度差均为10cm，则各玻璃管内封闭气体A的压强分别为：

（1）pA＝cmHg＝Pa。

（2）pA＝cmHg＝Pa。

（3）pA＝cmHg＝Pa。

（4）pA＝cmHg＝Pa。

（5）pA＝cmHg＝Pa。

二、选择题

6．一定质量气体状态发生变化时，下列说法中正确的是（）。

（A）温度和体积发生变化而压强不变

（B）温度和压强发生变化而体积不变

（C）温度发生变化而体积和压强不变

（D）压强发生变化而体积和温度不变

7．如图所示，两端开口的U形管内有两段水柱。AB、CD封住一段空气柱BC，已知CD高为h1，AB高度差为h2，大气压强为p0，则（）。

（A）封闭气体的压强为p0＋h1

（B）封闭气体的压强为p0＋h2

（C）封闭气体的压强为p0＋h1＋h2

（D）封闭气体的压强为2p0＋h1＋h2

8．如图所示为一根托里拆利管，如果当时大气压强为一个标准大气压，管顶离槽中水银面高70cm，则管顶内侧所受压强为（）。

1 第六章 B 气体的压强与体积的关系

一、教学任务分析

本章主要内容是气体性质，本节是气体性质部分的第一节内容。本节课旨在探讨描述气体的物理量体积和压强所满足的关系，为之后学习查理定律做好铺垫。

在学习本节内容前，学生已在初中学习过有关压强的概念、液体的压强、连通器等物理概念，这些都是学习本节内容所必需的前期知识。

通过推注射器的活塞、瓶盖止漏的实验引发学生对一定质量的气体，在温度不变的情况下，气体的压强和体积的关系作出猜想。

通过DIS实验，对气体的压强和体积之间的关系作进一步的定量的研究，让学生先自行设计实验方案（主要涉及“如何确保质量一定”、“如何保证温度一定”、“如何测量压强”、“如何测量体积”的方案设计）。然后使用DIS系统进行实验（先“通用系统”，再“专用系统”），在采集到实验数据的基础上，要求学生对实验数据进行处理并要求同学做进一步的交流、反思、改进。通过小组间、师生间对实验数据的交流、分析、处理，归纳得出一定质量气体等温变化过程压强与体积之间的定量关系，即玻意耳定律。

通过探究实验，认识控制变量、猜测实验与拟合证实、化曲为直等多种科学研究方法；懂得物理定律是建立在实验研究基础上的，养成尊重事实的科学态度；通过小组实验，增强同组同学之间相互协作能力，通过各小组的交流过程，学会表达与倾听，学会反思与质疑。

最后，学生通过对 “沉浮子”工作原理的解析（备用实验），体会气体实验定律在生活中的应用，实现“生活→物理→生活”的过程。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）通过DIS实验采集数据、并对实验数据进行分析的过程，学会利用DIS系统研究气体不同参量之间的内在关系，提高应用信息技术进行物理实验，分析处理数据，归纳总结规律的能力

（2）理解玻意耳定律的内容，能运用玻意耳定律解释生活中的相关现象

2、过程与方法

（1）通过DIS实验进一步感受控制变量法在研究多参量内在关系中的作用

（2）通过描绘P-V等图像，明白利用图像反映物理规律的方法