热力学中气体动态变化定性分析(一)

气体的动态变化是我们在中学阶段热力学当中考察的难点,题目经常以液柱,活塞,容器等的变化,来问我们温度体积或者压强的变化情况。解决这类题目的基本方法就是假设法,假设变大变小或者不变,都可以解决问题,但是假设不变是最好的解决方法。假设法的逻辑就是根据假设判断物理量的变化,看是否满足这种不变,如果满足,那么就是不变,如果不满足,就看他怎么变,实际情况就是怎么变?我们来以几道例题说明一下,大家注意体会。

首先来看一下温度不变时的状态变化。一定质量的理想气体在温度不变时,按照玻意耳定律可以知道p1v 1=p 2v2,变形(p2-p1)/p1=(v2-v1)/v2,也就是说△p/p1=△v/v2。

如图所示,连通器的三支试管中,水银面等高,AB管上端封闭,C管上端开口,开始气柱长度la<lb<lc,若在c管中再加入一些水银,温度保持不变,则哪个管的的水银面最高?

初中的时候我们就知道连通器的特点,也就是说ABC联通,所以液体压强相等均等于大气压强。我们用假设的方法解决这个问题。假设c管内加入水银后,A管内的水银柱与B管以及C管一样高,所以液体表面空气柱的压强也应该相等,波义耳定律的变形△p/p1=△v/v2告诉我们,末状态的体积越大,其体积的改变量也越大。也就是说,气柱越长,改变越大。所以注入水银后,液面高度应该是c大于b大于a。同理,如果从阀门放掉一些水银。那么c的液面应该下降的最多。

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