pv=nrt_中学物理之pV=nRT应用总结篇
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pV=nRT在牵扯到气体压强的时候,就是一个万能公式,大家要牢记心中,在遇到问题时能及时的写出帮助你分析问题,解决问题。其中p是压强,V则是气体的容器容积,n是物质的量(这个物理量我们之前没有提过,可暂且简单理解为描述物质中所含微粒数的物理量,高中化学中会详细学习),T是热力学温度,R则是一个常数。
高原地区压强较低,普通的锅很可能无法把饭煮熟,所以高原地区做饭经常会用到高压锅,为什么高压锅就可以在高原地区使用呢?就可以用这个公式分析,高压锅内气体的n和V是一定的,T会在加热的过程中不断升高,使得高压锅内的压强逐渐增大,锅内水的沸点也会随着压强的增大而增大,进而能把食物煮熟。
该公式同样可以解释以下现象,使用一个广口瓶,底部放一个燃烧的纸条,在纸条燃尽后,迅速用一个剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,一段时间后,可以看到鸡蛋被压入瓶中。其原因即是,广口瓶中燃烧纸条,会消耗广口瓶中的氧气,使得广口瓶中的气体物质的量n减少,V、T不变,等式成立的话,则p会减小,就会使得鸡蛋在大气压的作用下被压进瓶中。
如果想通过一个简单的小实验大致验证这个公式,同样是可行的。你可以把一个气球套在广口瓶的瓶口上,尽可能保证瓶口不透气,然后在瓶子底部加热,观察气球的变化?我们按公式分析,瓶子是密封的,气体物质的量不变,但是T随着加热会不断升高,所以等式成立则p和V两者之间必有量增大才能保证该式成立,若p增大瓶内压强大于外界大气压,会使气球鼓起;若V增大,瓶内的体积要变大,同样使气球鼓起,所以这个实验的结果是气球会鼓起,若进一步确定,则需要更深入的实验。
一个简单的实验可以表现出在其它量不变的情况下,p与V的变化关系。实验图示如下所示,需要广口瓶和导管,在导管插入广口瓶后,密封广口瓶口。实验初始时有一个相对高度差,可以看作常压下广口瓶中气体的体积,对着暴露在空气中的导管吹气,看导管中的水柱是否会上升。之前说过流速大,压强小,对着导管口吹气的话,会使导管这端的压强变小,水柱在广口瓶内部压强的作用下被压高,说明其它量不变的情况,p和V是反向变化的。
以上为本人观点,如有错误,多谢指出!
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