问题描述:
初步的观察与研究表明,一定质量的气体,它的压强(P)、体积(V)和温度(T)这三个物理量是相互制约、相互联系的,当其中的一个物理量发生变化的同时,其余的两个物理量至少有一个也会发生变化.为了进一步研究一定质量气体上述三个物理量之间的数量关系,某同学进行了如下的探究过程,现请你根据自己对科学探究活动的认识,将以下内容补充完整:
(1)对一定质量的气体,在温度______的条件下,研究其压强和体积之间的关系,发现此时压强跟体积的乘积保持不变,即P1V1=P2V2.
(2)对一定质量的气体,在体积______的条件下,研究压强和温度之间的关系,得到下表所示实验数据;可以得出的结论是,此时______.
n |
P′(mmHg) |
P=P0+P′(mmHg) |
t(℃) |
T(K) |
() |
1 |
20 |
775 |
30 |
303 |
2.557 |
2 |
30 |
785 |
33.4 |
306.4 |
2.562 |
3 |
40 |
795 |
37 |
310 |
2.565 |
4 |
50 |
805 |
41 |
314 |
2.563 |
5 |
60 |
815 |
45.5 |
318.5 |
2.558 |
(3)利用以上两条研究的结论,推导一定质量气体的压强(P)、体积(V)和温度(T)的普遍关系,即这一定质量气体在初始状态时的压强(P
1)、体积(V
1)、温度(T
1)跟它在末状态时的压强(P
2)、体积(V
2)和温度(T
2)之间的数量关系.为此先设想该气体的一个中间状态--压强(P
3)、体积(V
2)和温度(T
1),即认为气体先由初始状态变化到中间状态,再由中间状态变化到末状态.请你推导得出一个只含有P
1、V
1、T
1、P
2、V
2、T
2这六个物理量的数学表达式.
答
(1)要探究压强与体积的关系,应使温度不变;
(2)要探究压强与温度的关系,应使气体的体积不变;
根据表格中数据知,对一定质量的气体,在体积相同的条件下,此时压强与温度的比值不变,即=.
(3)由(1)(2)知,一定质量的气体,其压强与体积成反比,与温度成正比,即=.
故答案为:(1)不变;(2)不变;压强与温度的比值不变,即=;(3)=.