高考物理中涉及的氣體有理想氣體。
理想氣體是一種抽象的概念,是為了研究物理問題而假想出來的理想化模型,真實氣體非常接近理想氣體。需要注意的是,理想氣體狀態(tài)方程適用于理想氣體,在溫度不太低,壓強不太大時,氣體狀態(tài)參量之間的變化關系可以用理想氣體狀態(tài)方程來描述。
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高考物理例題:
某容器中的氣體,已知它在0℃和100kPa時的體積為V0,試求它在20℃和200kPa時的體積。
【分析】
本題主要考查理想氣體狀態(tài)方程的應用。根據理想氣體狀態(tài)方程,可求得氣體在20℃和200kPa時的體積。
【解答】
設氣體在溫度為T1、壓強為p1時的體積為V1,則有:
p1V1 = nRT1
其中n為分子數,R為氣體常數。
將已知條件代入上式可得:
$100 \times V_{0} = n \times 8.31 \times (273 + 27.3)$
解得:n = 4.6 × 10^23個分子。
根據理想氣體狀態(tài)方程,有:
p2V2 = nRT2
其中V2為氣體在溫度為T2、壓強為p2時的體積。將已知條件代入上式可得:
$p_{2} \times V_{2} = 4.6 \times 10^{23} \times 8.31 \times (273 + 573)$
解得:V2 = 5V_{0}。
所以,氣體在溫度為20℃、壓強為200kPa時的體積為5V_{0}。
【說明】
本題中假設氣體為理想氣體,因此可以使用理想氣體狀態(tài)方程求解。實際情況中,氣體可能存在粘性、分子間相互作用等性質,這些因素會影響氣體的狀態(tài)變化。但在這個問題中,這些因素可以忽略不計,因此可以使用理想氣體狀態(tài)方程進行近似求解。