发布日期:2025-05-24 13:02点击次数:
题目的呈现
(安徽卷,)某人驾驶汽车从北京到哈尔滨,在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体)。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境相同,且保持不变)。已知该轮胎内气体的体积,从北京出发时,该轮胎气体的温度,压强。哈尔滨的环境温度,大气压强取。求:
()在哈尔滨时,充气前该轮胎气体压强的大小。
()充进该轮胎的空气体积。
资料的解答
()由查理定律可得
其中
代入数据解得,在哈尔滨时,充气前该轮胎气体压强的大小为
()由玻意耳定律得
代入数据解得,充进该轮胎的空气体积为
一点小质疑
展开剩余65%玻意耳定律的内容是:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比,用公式表达,可以写成以下几种形式
往回看刚才资料的解答的第问,并不是根据玻意耳定律的几种形式所写的。因此,我认为列这条方程,属于依据不明。
那么,“正确”的写法是怎样的呢?
尝试“规范一下”
为了让研究对象是“一定质量的、处于平衡态的气体”,我们不能简单地把在哈尔滨充气前轮胎的气体与充进轮胎的空气看成一个整体,即不能把两部分气体看成一个研究对象,因为它们压强不同,放一起并不能处于平衡状态。
于是,我们可以把在哈尔滨充气前轮胎内的气体通过等温变化,变成与外界一样压强的气体,然后再和充进去的气体看做整体,列出方程如下:
可以发现,将这两条方程联立,是可以得到资料解答的方程的。但是,这两个方程很明显是依据充足的。
换个思路“规范”
我们可以考虑用这个公式:
这个公式,2004沪科版以及更老的高中物理读本里,将其称为任意质量的理想气体的状态方程,或者克拉珀龙方程,如下:
我们把处于平衡状态的气体分别列“克拉珀龙方程”,即充气前轮胎内气体、充进去的气体、充气后轮胎内的气体:
同样,将这三条式子联立,是可以得到资料解答的式子的。
干嘛要“规范”
三种做法,能够得到相同的结论,而资料上的解答只列了一个方程,我却为了“规范”,分别列了两个和三个方程,这是不是吃饱了撑的?
我觉得不完全是这样的。
我认为,资料上的那种写法,对于不会做的学生是不友好的。毕竟,玻意耳定律好像从来都不是这样列的啊。
所以,我认为要写出一个别人能容易看懂的答案,还是稍微“规范”点好。
你觉得呢?
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