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三、气体的压强跟温度的关系
在日常生活中,我们常会遇到这样一些情况:夏天给旧的自行车车胎打气,
不宜打得很足,不然,在太阳下骑行, 车胎容易爆裂; 卡车在运输汽水等饮料时,
由于太阳曝晒, 一些质地较差的汽水瓶往往会爆裂。 这些现象都表明气体压强的
大小跟温度的高低有关。
我们可以用实验的方法来研究一定质量的气体,在体积不变时,它的压强跟
温度的关系。
查理定律
通过实验探索,我们初步得出一定质量气体在体积不变时,它的压强随着温
p t
度的升高而增大的结论。 从实验数据描绘出的 - 图象,基本上是一条倾斜的直
线(图 2-7 ),但是这样还没有反映出压强和温度间确切的关系。
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图 2-7
最早定量研究气体压强跟温度的关系的是法国物理学家查理( 1746-1823 )。
我们为了精确测量一定质量气体在体积不变时,不同温度下的压强,采用了图
2-8 所示的实验装置。容器 A 中有一定质量的空气, 空气的温度可由温度计读出,
空气的压强可由跟容器 A 连在一起的水银压强计读出。但温度升高后,容器 A
中的空气会膨胀,由于压强计两臂间是用橡皮管相连的, 它的右臂可以上下移动。
移上时,受热膨胀后的空气就能被压缩到原来的体积。
图 2-8
控制变量法
自然界发生的各种现象,往往是错综复杂的。决定某一个现象的产生和变化
的因素常常也很多。 为了弄清事物变化的原因和规律, 必须设法把其中的一个或
几个因素用人为的方法控制起来, 使它保持不变, 然后来比较、 研究其他两个变
量之间的关系,这是一种研究问题的科学方法。
例如物体吸收热量温度会升高,温度升高多少是由多个因素决定的,跟吸收
的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质有关。 在研究时, 可以先使一些因
素保持不变, 如在物质相同、 质量相同的情况下, 观察物体温度升高跟所吸收热
量的关系; 接着再研究同种物质, 不同质量的物体吸收相等热量时, 温度升高跟
质量的关系等等, 从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、 物体的质量和组成物
体的物质性质的关系。控制变量的科学方法在物理学的研究中是经常使用的。
这个实验是按以下步骤进行的:
先把容器 A 浸没在冰水混和物中,这时容器 A 中的空气温度为 0℃,调节压
强计右臂的位置. 使两臂内水银面位于同一高度, 这时容器 A 中的空气压强就等
于大气压强,记下压强计左臂内水银面的位置 B,这就是 0℃时容器 A 内空气体
V
积 0 的一个标记 [ 图 2-8 (a
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