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对于我来说的物理难题.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/11 05:01:40
对于我来说的物理难题.
我想了一个晚上的问题,请诸位给出判断并说出判断的理由:我在复习我的笔记时看到“气体气压的大小与气体的质量,体积,温度有关”.当然气体与三者的关系也是有条件(如:与质量有关系,条件是体积和温度一定时.)我又看到在0摄氏度时,氧气的密度1.43KG/M3和二氧化碳的密度1.98KG/M3都能和1标准大气压一样大.我又根据氧气分子和二氧化碳分子的相对分子质量(氧气:32;二氧化碳:44)与它们的密度推算出这样一个观点(它们的关系:1.43÷32=1.98÷44=0.45):“气体的气压归根到底与气体分子的间隔大小有关”.文采不太好,如有什么不明白的地方请提出来,我会尽快修改说明.
那么在0摄氏度时,假设1M3中有氧气1.43KG(氧气的密度1.43KG/M3)另外1M3又有二氧化碳1.98KG(二氧化碳的密度1.98KG/M3)在这两个1M3中分子数目一样吗?分子的间隔一样吗?
这个问题的关键主要取决于你给这个问题假设的物理环境.
对于你的推测,我要说的是,问题是质量和压强的关系,你应该理解为同一气体在不同质量时所产生的压强是否相同.而你的理解为氧气的密度1.43KG/M3和二氧化碳的密度1.98KG/M3这两种气体所产生的压强是否相同.你要知道密度是怎么来的.密度=质量/体积.同一质量气体体积在不同的大气压下是不同的.你在思考的时候规定了1M3,而此时你得到的气体密度是从书上得来的吧,这个密度本身就是在1个大气压下测出来的.你用1个大气压下测出来的气体密度换算成1M3下两种气体不同的质量来比较气压,得出的结果当然都是1个大气压啊.
从根本上说,气体的气压应该在微观层面上看.所有的分子之间都具有力的相互作用,而这个力的方向性取决于分子之间的距离.
假设:在宇宙中有个无限大的针管,针管里有一定量的气体,并且针管的一端已经被堵死.不考虑任何其他的力,如摩擦力.
1,质量.质量越大的分子相互作用力越强.我们把氧气和二氧化炭分别放到这个针管里面.由于分子间的作用力,他们会以不同的体积存在.针管的活塞会随着气体分子之间的作用力而调节针管内的容积.这个过程是:无论是那种气体,当气体分子之间的距离使得分子之间相互排斥的力=相互吸引的力,这时达到平衡状态,他们的体积也就被固定了.活塞也就停止了运动.存在于这个平衡状态中物体受到的力也就为0.无论是在哪种气体里面.
2,温度.当针管里面的温度升高,气体分子的活跃程度加大,从微观上看,就是单个分子出现在不同空间的几率上升,这点就有点像H原子外围的电子云,虽然只有一个电子,但是我们看到的却是一个团状.由于分子更加活跃,它所需要的活动空间增大,在极短时间内,在不同的空间影响其他分子范围增加,导致所有分子在某个范围内被排斥的可能性增加,因此需要一个新的平衡.气体整体的体积增大给于每一个分子有更大的空间活跃,达到平衡后,气体体积增大,压强不变为0,温度在平衡时又回到原来的温度(热能已转换为体积增大做功).
那么,我只说这两点就可以证明气体压强跟气体质量,体积,温度有关.
质量:质量可以完全决定分子的数量,质量大,分子多.那么他们所需要的空间就大,如果体积和温度被确定,那么质量大的气压大.
体积:当质量和温度被确定,气体分子一旦离开平衡状态就会产生气压(平衡状态气压为0).不要被地球上的针管误解.特别指出,当地球上针管里的气体达到平衡状态时,针管里面的气压和大气压是相等的.这个我在宇宙中的针管假设不同.因为针管的活塞端实际上不是自由的,它受大气压的影响,内外压强相等时,达到平衡,也就是针管内气体的压强和大气压相等.这样,当气体体积改变时,压强会随之改变.有两点要注意,1达到平衡状态,气压为0,压缩或膨胀气体气压都会增大.2当体积增大到一定的程度时,分子间的关联性消失,彼此既不吸引也不排斥,相互无关,此时气压也为0.
温度:体积和质量不变时.温度上升加强分子活跃性,提高分子在更大空间内的出现几率,分子相互影响程度增大,压强增加.
如果你还不理解或者有其他理科问题可以找我.