气体的等压变化实验装置

❶ 热容的理论

物体在某一过程中，每升高（或降低）单位温度时从外界吸收（或放出）的热量。如传递的热量为 ΔQ温度改变ΔT时，物体在该过程中的热容C被定义为其单位为 J/K。热容同物质的性质、所处的状态及传递热量的过程有关，并同物质系统的质量成正比。可见，必须指明系统所经历的过程，热容才具有确定的值。热容随过程的不同而不同，它不是状态函数。对于一般的流体系统，如气体、液体，在实际问题中经常用到的是系统在等压过程和等容过程的热容，分别称为定压热容CP0和定容热容Cv。

对实际气体和液体来说，定压热容不仅同温度有关，还同所处的压强有关,因而CP0随温度T、压强p而变化。与此相似, Cv随温度T、体积V而变化。当p或V一定时，热容将只随温度变化。以水为例，在标准大气压下,1克水温度在 0～100°C之间其定压热容随温度的变化如下图所示。 应用热力学第一定律和热力学态函数，还可将CP0和Cv表示为如下的常用形式式中H和U为系统的态函数焓和内能。CP0和Cv均可由实验测出，因为实验装置中固定压强较为容易，所以通常测量的是定压热容，而定容热容是通过测量等压膨胀系数α 及等温压缩系数 k，利用关系而得到（V 为物体的体积，T 为热力学温度）。对气体来说，还可测量出CP0和Cv的比值γ，应用γ=CP0/ Cv，计算得到Cv。
各种不同的系统在一定条件下,有其各自的热容,列表如下： 表中每一种热容均是两个参量的函数，当状态变化的范围较小时，热容实际上可视为常数。当温度趋于绝对零度时，各种物质的热容都趋近于零。
对于单元二相系，还可以引入二相平衡热容的概念。以C娝表示相1的二相平衡热容,其定义是在加热过程中保持相1同相2平衡的条件下,使处于相1的物质温度升高1K所吸收的热量。C姟表示相2的二相平衡热容,即在加热过程中保持相2同相1平衡,使处于相2的物质温度升高1K所吸收的热量。计算表明，一定质量水的二相平衡热容同水的定压热容相差很少。

❷ 气体比热容比实验上采用测量方法有哪些

气体比热容比实验上采用测量方法有哪些
可以用Dmass气体质量流量控制器来调节气体的流
量大小，其原理也是用气体的定压比热原来来测量流量的。

❸ 有一组同学对温度计进行专题研究．他们通过查阅资料得知十七世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为，

❹ 气体的等容变化和等压变化

炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不充得太足（如图所示）；给自行车轮胎打气时，也不能打得太足。这是什么原因呢？

解：轮胎体积一定，根据查理定律可知，气体压强与热力学温度成正比，当轮胎打足气后，温度升高，轮胎内气体压强增大，车胎容易胀破。

火罐内的气体体积一定，冷却后气体的温度降低，压强减小，故在大气压作用下被“吸”在皮肤上。

对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则下列正确说法的是（B）气体的热力学温度升高到原来的两倍。

例题：在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来.这种现象的主要原因是（D）瓶内气体因温度降低而压强减小。

例题：某登山运动员在接近山顶时，裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×10⁵Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过6.0×10⁴Pa时表盘玻璃将爆裂.当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，表内气体体积的变化可忽略不计.

（1）通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？

（2）当时外界的大气压强为多少？

例题：两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通，如图所示，A、B中所装气体温度分别为10℃和20℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10℃，则水银柱将（B）向右移动。

相传三国时期著名的军事家、政治家诸葛亮被司马懿困于平阳，无法派兵出城求救。就在此关键时刻，诸葛亮发明了一种可以升空的信号灯一一孔明灯，并成功进行了信号联络，其后终于顺利脱险，试论述孔明灯能够升空的原理。

解：孔明灯是利用火焰的热量使容器内的气体等压膨胀，使部分气体从孔明灯内溢出，进而使孔明灯内气体的质量减小，当大气对孔明灯的浮力恰好等于孔明灯的重力时，即达到孔明灯升空的临界条件，若继续升温，孔明灯就能升空了。

例题：我国西部地区，有一种说法：“早穿棉袄午披纱，围坐火炉吃西瓜”，反映昼夜温差大的自然现象.有一房间内中午温度37°C，晚上温度7°C，假设大气压强不变，求晚上房间增加空气质量与中午房间内空气质量之比。

方法一：收集法（构建等压过程，压强相等体积就可以直接相加）
采用假设法，假设房间体积变大而空气总的分子数目不变，则气体做等压变化，根据盖吕萨克定律定律列方程求温度变化后的气体体积之比，等于含有的分子质量比.

方法二：求物质的量
n=pV/RT
n₁=pV/R·310
n₂=pV/R·280
n₁/n₂=28/31
△m/m₀=3/28

例题：灯泡内充有氮氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500℃时的压强不超过1atm，在20℃下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少？

例题：如图，
一导热性良好的气缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），当温度升高时，改变的量有（）气体压强p。

例题：如图所示，
某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度。当容器中的水温是30℃时，空气柱的长度为30cm；当容器中的水温是90℃时，空气柱的长度为36cm。则该同学测得的绝对零度相当于（）-271℃。

例题：某校外学习小组在进行实验探讨，如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中.用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化情况.开始时水银压强计U形管两端水银面一样高，在下列几种做法中，能使U形管左侧水银面保持原先位置（即保持瓶内气体体积不变）的是（）乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移。

例题：如图所示，
用橡皮帽堵住注射器前端的小孔，用活塞封闭了一部分空气在注射器中，当把注射器竖直放入冰水混合物中后，不计摩擦，下列说法中正确的是（AD）封闭气体压强不变、活塞将向下移动。

例题：如图所示，
带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S＝5×10⁻⁵m²，活塞及框架的总质量m₀＝5×10⁻²kg，大气压强p₀＝1.0X10⁵Pa。当水温为t₀＝13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL（g＝10m/s²）。
（1）向烧杯中加入热水，稳定后测得t₁＝65℃时，气体的体积为多大？
（2）保持水温t₁＝65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？

例题：如图所示，
容器A和B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃、氧气温度为20℃时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动？
（1）两气体均升高20℃；
（2）氢气升高10℃，氧气升高20℃；
（3）若初状态如图所示且气体初温相同，则当两气体均降低10℃时，水银柱怎样移动？

例题：如图所示，
带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中。注射器活塞的横截面积S＝5×10⁻⁵m²，活塞及框架的总质量m₀＝5×10⁻²kg，大气压强p₀＝1.0X10⁵Pa。当水温为t₀＝13℃时，注射器内气体的体积为5.5mL（g＝10m/s²）。
（1）向烧杯中加入热水，稳定后测得t₁＝65℃时，气体的体积为多大？
（2）保持水温t₁＝65℃不变，为使气体的体积恢复到5.5mL，则要在框架上挂质量多大的钩码？

例题：如图所示，
容器A和B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管连通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃、氧气温度为20℃时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动？
（1）两气体均升高20℃；
（2）氢气升高10℃，氧气升高20℃；
（3）若初状态如图所示且气体初温相同，则当两气体均降低10℃时，水银柱怎样移动？