气体和液体的性质.ppt

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1、第七讲气体和液体的性质气态方程：分压定律：表面张力：表面势能：（8，9，10，11，12）（1，2，3，4）（5，6）1。一艘潜水艇位于水面下200m处，艇上有一个容积为2m3的贮气钢筒，筒内贮有压缩空气，将筒内一部分空气压入水箱(水箱有排水孔和海水相连)，排出海水10m3．此时筒内剩余气体的压强是95atm，设在排水过程中温度不变，求贮气钢筒内原来的压缩空气的压强(计算时取1atm=105Pa．海水密度取103kg／m3)．解Ⅰ想象先将B中的气体压缩到和A内的气体压强相同然后对所有气体用波意尔定律解Ⅱ用气态方程的推广形式解Ⅲ用道尔顿分

2、压定律。想象将B中的气体压进真空的A箱。2。有一个用伸缩性极小且不漏气的布料制作的气球(布的质量可忽略不计)，直径为d=2.0m．球内充有压强p0=1.005×105Pa的气体．该布料所能承受的最大撕破力为fm=8.5×103N／m(即对于一块展平的1m宽的布料，沿布面而垂直于布料宽度方向所施加的力超过8.5×103N时，布料将被撕破)。开始时，气球被置于地面上，该处的大气压强为1.000×105Pa，温度T0=293K。假设空气的压强和温度均随高度而线性地变化，压强的变化率为αp=-9.0Pa／m，温度的变化率为αT=-3.0×10-

3、3K／m。问该气球上升到多高时将破裂?（假设气球内温度随时与周围空气的温度保持一致。）解：以左半个球面为研究对象，共受到三个力的作用：外面大气的合压力，其大小为(理由见后)，其中ph是h高处的大气压强，方向向右；球内气体的合压力，其大小为当F>fm·πd时，布料将被撕裂，所以气球破裂的条件是：①其中p为球内气体压强，方向向左；右半个球面对它的拉力F，方向向右．左半个球面在这三个力的作用下平衡．这个温度就是球破裂时球内气体的温度．气球在上升过程中，容积不变，所以有：化简变形后得：将②、③、④式代入①式，可得：即④该处温度设气球在h高度处破

4、裂，则：②③3。一簿壁钢筒竖直放在水平桌面上，一活塞K将筒隔成A、B两部分，两部分的总容积V=8.31×10-2m3，活塞导热性能良好．筒的顶部有一质量与活塞K相等的铝盖.。当筒内温度t=27℃时，A中盛有nA=3.00mol的理想气体，B中盛有nB=0.400mol的理想气体，B中气体的体积占总容积的1/10。现对筒内气体缓缓加热，使B中气体的体积变为总容积的1/9,问筒内的气体温度t’是多少?已知筒外大气压强为p0=1.04×105Pa．解：温度为27℃时，对A、B中的气体分别用克拉珀龙方程：所以铝盖重力产生的压强加热时,随着温度升

5、高,活塞K向上移动，A中气体的压强增大．如果A中气体对铝盖的压力大于筒外大气对铝盖的压力及铝盖的重力之和，铝盖将被顶开，气体将从A中缓慢漏出．故首先应判定B中气体的体积由（1/10）V增加到（1/9）V的过程中，A中气体是否有漏出。代入数据，可得出：先假设设此时铝盖仍未被顶开，那么再对A、B中气体用克拉珀龙方程：代入数据后得：因为pA1=3.00×105Pa>(1.04×l05+0.2×105)Pa，所以铝盖肯定要被顶开，且终态时A中气压pA=1.24×105Pa，那么加p‘B=p’A+pG=1.44×105Pa。设加热完毕后，气体温度

6、为T’，对B中气体应用克拉珀龙方程得：4。如图，C为一圆柱形气缸，P为活塞．P两边充有理想气体，P与圆筒间无摩擦，不漏气，L为固定在活塞上的细杆，细杆与圆筒间无摩擦且密封很好，不漏气．不计定滑轮的摩擦，两盘质量相等，整个系统放在恒温室中．当温度T=300K时，左盘上放m1=1.2kg的砝码且平衡时，V1:V2=1:1；当T=400K时，右盘上放m2=0.5kg的砝码且平衡时，V1:V2=4:1．问(1)要使活塞不因温度而左右移动应如何放置砝码?(2)此时V1：V2=?解：(1)根据克拉珀龙方程，因为两部分气体的温度总是相同的，所以有按题

7、目要求，要V1、V2不随温度而改变，必须=常量①设左、右两盘砝码质量差设活塞面积为S，要活塞平衡，必须②②式代入①式=常量因为p1(T)是随T变化的，因而上式仅当△m=0时成立．的值（2）求这种情况下由(1)的结果可知或由题给条件可知：当T=300k,m1=1.2kg时V1=V2=0.5V,当T‘=400k,m2=0.5kg时，V2’：V1’=4，V2＇=0.8V根据克拉珀龙方程①②③④由①②③④可得由活塞平衡可知⑦⑧⑥将⑤、⑥式代人⑦、⑧式、可得因此5．如图，一根两端封闭，粗细均匀的石英管竖直放置，管内有一段水银柱，水银柱下方为空气，

8、上方为一种可以分解的双原子分子气体，这种气体的性质是当温度T>T0时，它的双原子分子开始分解成单原子分子，若用n0表示T0时的双原子分子数，Δn表示T0+ΔT时分解的双原子分子数，则已知初温为T0，此时下方