D.PY>PX=PZ
2.兩液體的溫度分別為
和
。
以絕對溫標表示這兩液體的溫差。
A.-273K
B.-173K
C.0K
D.100K
B.有關氣體定律的線圖
3.
以上線圖顯示某研究氣壓定律的實驗所得出的結果。
該線圖的軸代表哪些物理量？
b軸a軸
A.體積壓強
B.體積1/溫度
C.壓強溫度
D.壓強1/體積
4.
某實驗用以研究固定質量的氣體於壓強不變的情況下，其體積和溫度的關係，上圖顯示該實驗所得的結果。
下列各項敘述，哪些是正確的？
（1）截距x0代表絕對零度。
（2）線圖的斜率代表氣體的壓強。
（3）x和y軸分別代表氣體的體積和溫度。
A.只有
（1）
B.只有（3）
C.只有
（1）和（3）
D.只有
（2）和（3）
5.若某固定質量的氣體處於體積不變的情況，下列哪一線圖正確顯示氣體壓強P和溫度T（K）的關係？
A.B.
C.D.
6.
上圖中，直線AB為某固定質量的理想氣體在某體積的P–T關係線圖。
點A代表氣體的初始狀態。
現沿圖示的路徑改變氣體的狀態，即從A至B，然後從B至C，最後從C返回A。
下列各項敘述，哪些是正確的？
（1）在氣體從A轉變至B的過程中，氣體的體積維持不變。
（2）在氣體從B轉變至C的過程中，氣體的體積不斷下降。
（3）在氣體從C轉變至A的過程中，氣體的體積不斷下降。
A.只有
（1）
B.只有
（2）
C.只有
（1）和
（2）
D.只有
（1）和（3）
7.
上圖顯示某固定質量的理想氣體的P-T關係。
點A代表氣體的初始狀態。
現沿圖示的路徑改變氣體的狀態，即從A至B，然後從B至C，最後從C返回A。
下列各項有關氣體體積的敘述，哪些是正確的？
（1）從A轉變至B的過程中，體積不斷下降。
（2）從B轉變至C的過程中，體積不斷上升。
（3）從C轉變至A的過程中，體積維持不變。
A.只有
（2）
B.只有（3）
C.只有
（1）及
（2）
D.只有
（2）及（3）
物理熱力學──壓強和氣壓定律工作紙二
C.有關氣體定律的運算
原理：
a）普適氣體定律
氣體的壓強（P）和體積（V）成反比，而和溫度（T）成正比。
=常數，
=
。
（T的單位是絕對溫度K）
b）代入公式前要將溫度改為以絕對溫度K為單位。
1.某固定質量氣體的溫度為
。
若在體積不變的情況下把氣體加熱，使其壓強增至原來的兩倍，氣體的溫度會變為多少？
A.
B.
C.
D.
2.一個圓筒內盛有固定質量的氣體，氣體的壓強為105Nm-2，溫度為
。
現向圓筒加壓，使它的體積減半，而壓強升至4×105Nm-2。
求氣體最終的溫度。
A.
B.
C.
D.
3.某固定質量的氣體的體積為V。
若氣體的壓強減半而絕對溫度增至原來的兩倍，氣體的體積會變為
A.
V。
B.
V。
C.2V。
D.4V。
4.一銅罐內盛有壓縮氣體，氣體在
時壓強為200kPa。
該罐現被陽光直接照射了一段時間。
（a）若罐內氣體的壓強上升至230kPa，求氣體的溫度。
設罐的體積維持不變。
（2分）
（b）根據分子運動學說，解釋為何罐內的氣體在體積維持不變的情況下，其溫度隨壓強而上升。
（3分）
5.一汽球內盛有氣體，氣體在
時體積為35.0cm3。
該汽球現放在冰水上冷卻了一段時間。
（a）若汽球內氣體的體積減少至32.4cm3，求氣體的溫度。
設汽球的壓強維持不變。
（2分）
（b）經過量度後，所得的溫度較以上所計算的溫度為小。
試舉出一原因並加以解釋。
（3分）
6.
圖1圖2
利用一滴石蠟油把若干空氣封閉在均勻毛細管內。
圖1所示的裝置可用來研究該空氣柱的體積和溫度的關係。
圖2顯示當水溫為
時石蠟油的位置，而空氣柱的長度用半米尺量度（以cm表示）。
（a）寫出圖2的空氣柱的長度。
（1分）
（b）當水溫升至
時，估算空氣柱的長度。
寫出在計算過程中所作的一項假設。
（3分）
物理熱力學──壓強和氣壓定律工作紙三
D.氣體分子的機械模型及分子運動論
1.下圖顯示一個氣體分子的機械模型。
電動器的功率和圓塞的重量分別可代表氣體的哪兩種性質？
電動器的功率 圓塞的重量
A.溫度壓強
B.溫度體積
C.體積壓強
D.體積溫度
2.問題1的圖顯示一個氣體分子的機械模型。
電動機帶動平台振動，驅使透明管內鋼珠運動。
若減少電動機的操作電壓，下列各項敘述，哪些是正確的？
（1）圓塞會下降
（2）鋼珠之間的平均距離增加
（3）鋼珠的平均動能減少
A.只有
（1）
B.只有（3）
C.只有
（1）和（3）
D.只有
（2）和（3）
3.在體積不變的情況下，將固定質量的氣體加熱。
下列各項敘述，哪些是正確的？
（1）氣體分子的數目維持不變。
（2）氣體分子的平均速率增加。
（3）氣體分子間的平均距離增加。
A.只有
（2）
B.只有（3）
C.只有
（1）和
（2）
D.只有
（2）和（3）
4.圖（a）顯示一個氣體分子的機械模型。
圖（b）顯示固定質量的理常氣體在某溫度下的P–V關係線圖。
若減低模型裏電動機的操作電壓，下列哪一項為P–V關係線圖中的相應轉變（點X代表氣體的初始狀態）？
圖（a）圖（b）
A.X→A
B.X→B
C.X→C
D.X→D
5.若將某固定質量的氣體在壓強不變的情況下冷卻，下列有關氣體分子的敘述，哪項是正確的？
氣體分子間氣體分子的
的平均距離平均速率
A.維持不變維持不變
B.增加維持不變
C.增加減少
D.減少減少
6.下列各項中，哪些能減少某固定質量氣體中分子的平均速率？
（1）在溫度不變的情況下減少氣體的壓強
（2）在體積不變的情況下增加氣體的壓強
（3）在壓強不變的情況下減少氣體的體積
A.只有
（1）
B.只有（3）
C.只有
（1）和（3）
D.
（1）、
（2）和（3）
物理熱力學──壓強和氣壓定律工作紙三
E.氣體定律實驗
1.下圖的裝置可用來研究某固定質量的氣體在恆溫的情況下，其壓強和體積的關係。
下列各項措施，哪些可提高實驗的準確性？
（1）緩慢地推進活塞
（2）用一個大針筒
（3）用一條長橡膠管
A.只有
（1）
B.只有
（2）
C.只有
（1）和
（2）
D.只有
（2）和（3）
2.
上圖的裝置可用來研究某固定質量的氣體在壓強不變的情況下，其溫度和體積的關係。
下列各項措施，哪些可提高實驗的準確性？
（1）用一條短的溫度計
（2）攪拌後才取數據
（3）將整個水銀柱浸沒在液體中
A.只有
（1）
B.只有
（2）
C.只有
（1）和
（2）
D.只有
（2）和（3）
3.把下圖中的活塞緩慢地拉出圓柱型容器內，使封閉在容器內的氣體於溫度不變的情況下澎脹。
下列有關容器內氣體分子的敘述，哪些是正確的？
（1）在每次撞擊中，每粒氣體分子施於容器壁的碰撞力不變。
（2）氣體分子的平均速率不變。
（3）氣體分子撞擊容器壁的頻率不變。
A.只有
（1）
B.只有（3）
C.只有
（1）和
（2）
D.只有
（2）和（3）
4.
上圖裝置可用來研究某固定質量的氣體在體積不變的情況下，其壓強和溫度的關係。
下列各項措施，哪些能提高實驗的準確性？
（1）待溫度計的度數停定後才取數據。
（2）改用較小的燒瓶。
（3）改用較長的橡膠管連接燒瓶和氣壓計。
A.只有
（1）
B.只有
（2）
C.只有
（1）及（3）
D.只有
（2）及（3）
5.
華強利用上圖所示的裝置，在高山上研究毛細管內水銀柱之下某固定質量氣體的體積V和溫度θ的關係。
所得結果如下：
（a）繪一圖顯示這些儀器應如何安裝以進行該實驗。
（3分）
（b）起初毛細管的水銀柱下有
的氣體，其高度為12mm。
該水銀柱被加熱一段時間。
（i）若毛細管水銀柱下的氣體的溫度上升至
，求氣體的高度。
設氣體的壓強維持不變。
（2分）
（ii）經過量度後，所得的高度較以上所計算的高度為小。
試舉出一原因並加以解釋。
（3分）
（c）列舉兩項在實驗時應注意的事項，以提高實驗的準確性。
（2分）
*（d）氣體在壓強維持不變下，其體積隨溫度而上升。
試根據分子運動學說加以解釋。
（4分）
（e）華強將實驗裝置搬運至平地，然後重複以上實驗。
毛細管內的壓強為原來的兩倍。
設毛細管內盛有相同質量的氣體。
在相同的體積下，會得出較高還是較低的溫度？
（1分）
6.華強利用上圖所示的裝置，在高山上研究毛細管內水銀柱之下某固定質量氣體的體積V和溫度θ的關係。
所得結果如下：
溫度θ/
20
36
50
64
80
98
體積V/mm3
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0
12.5
（a）利用1cm代表1mm3和1cm代表
的比例，在方格紙上繪出V對θ的關係線圖。
V的範圍由0至14mm3，而θ的範圍由0至
。
（4分）
（b）由（a）中所繪的線圖，華強作出以下的結論：
氣體的體積（以mm3為單位）和溫度（以
為單位）成正比。
評論華強的結論。
（2分）
（c）列舉兩項在實驗時應注意的事項，以提高實驗的準確性。
（2分）
*（d）氣體在壓強維持不變下，其體積隨溫度而上升。
試根據分子運動學說加以解釋。
（4分）
（e）華強將實驗裝置搬運至平地，然後重複以上實驗。
毛細管內的壓強為原來的兩倍。
設毛細管內盛有相同質量的氣體。
（i）估計毛細管內水銀柱之下的氣體在
時的體積。
（2分）
（ii）在（a）中所繪的同一圖中，繪出這實驗所預期得到的V對θ關係線圖。
（1分）
物理熱力學──壓強和氣壓定律額外筆記
A.壓強及絕對溫度的定義
1.壓強定義
壓強是量度作用在一平方米面積上的力，它的符號是P。
壓強=力面積，P=FA
壓強單位=Pa=1N/m2
B.有關氣體定律的線圖
1.波義耳定律（P-V關係）實驗
a）波義耳定律實驗裝置（右圖）
b）波義耳定律假設
i）氣體分子數量不變，
ii）氣體溫度不變。
c）實驗應注意的事項
i）緩慢地移動針筒，
ii）用一個大針筒，
iii）用一條短的橡膠管。
d）波義耳定律
氣體的壓強（P）和體積（V）成反比，PV=常數，P1V1=P2V2。
e）根據分子運動學說的解釋：
當體積減少時，氣體分子碰撞容器表面的頻率增加，所以產生較大的壓強。
f）有關波義耳定律的關係線圖
i）P反比於Vii）P正比於1/Viii）1/P正比於Viv）1/P反比於1/V
g）波義耳定律（P-V關係）文字題
（i）一個圓筒內盛有固定質量的氣體，氣體的壓強為105Nm-2，體積為5m3，現向圓筒加壓，使它的體積減至2m3，而溫度不變。
求氣體最終的壓強。
答案設最終壓強為P。
P1V1=P2V2
P×2=105×5
P=2.5×105Nm-2
（ii）一個圓筒內盛有固定質量的氣體，氣體的壓強為105Nm-2，現向圓筒加壓，使它的體積減半，而溫度不變。
求氣體最終的壓強。
答案設最終壓強為P，原本的體積為V1，最終的體積為V2。
V1=2V2
P1V1=P2V2
105×2V2=P×V2
P=2×105Nm-2
2.查理定律（P-T關係）實驗
a）絕對溫度
溫度（K）=溫度（
）+273
溫度（
）=溫度（K）-273
b）查理定律實驗裝置（右圖）
c）查理定律假設
i）氣體分子數量不變，
ii）氣體體積不變。
d）實驗應注意的事項
i）燒瓶要完全浸在水中，
ii）加熱後要攬拌才取數據，
iii）用一條短的橡膠管。
e）查理定律
氣體的壓強（P）和溫度（T）成正比，
=常數，
=
f）根據分子運動學說的解釋：
當溫度增加時，氣體分子的平均速率增加，氣體分子碰撞容器表面的頻率增加，而每次碰撞所產生的力亦增加，所以產生較大的壓強。
g）有關波義耳定律的關係線圖
（i）P正比於T（ii）P反比於1/T（iii）1/P反比於T（iv）1/P正比於1/T
3.氣壓定律（V-T關係）實驗
a）氣壓定律實驗裝置（右圖）
b）氣壓定律假設
i）氣體分子數量不變，
ii）氣體壓強不變。
c）實驗應注意的事項
i）水銀柱下的氣體要完全浸在水中，
ii）加熱後要攬拌才取數據，
iii）毛細管和溫度計的底部不能接觸燒瓶的底部。
d）氣壓定律
氣體的體積（V）和溫度（T）成正比，
=常數，
=
e）根據分子運動學說的解釋：
當溫度增加時，氣體分子的平均速率增加，氣體分子每次碰撞所產生的力亦增加，將容器壁推開，所以體積增加。
f）有關氣壓定律的關係線圖
（i）V正比於T（ii）V反比於1/T（iii）1/V反比於T（iv）1/V正比於1/T
g）短題目
（i）某固定質量氣體的溫度為120oC，體積為5m3。
若在壓強不變的情況下把氣體加熱至180oC，求氣體的最終體積。
答案設氣體的最終體積為V。
氣體原本溫度=（120+273）K=393K
氣體最終溫度=（180+273）K=453K
V1/T1=V2/T2
V453=5393
V=5×453393
V=5.8m3
（ii）某固定質量氣體的溫度為75oC。
若在壓強不變的情況下把氣體加熱，使其體積增至原來的兩倍，氣體的溫度會變為多少？
答案設氣體的最終溫度為T，原本的體積為V1，最終的體積為V2
V2=2V1
氣體原本溫度=（75+273）K=348K
V1/T1=V2/T2
V1348=2V1T
T=2×348=696K
T=（696-273）oC=423oC
D.氣體分子的機械模型及分子運動論
1.氣體分子模型（壓強是由細小的空氣粒子不斷撞擊容器表面而來）
a）氣體分子的機械模型與真實的對應
i）圓塞的重量代表壓強
ii）電動器的功率代表溫度
iii）鋼珠代表氣體分子
b）氣體分子機械模型的限制
i）鋼珠有重量，但氣體分子假設沒有重量。
ii）鋼珠之間的碰撞有能量損耗，但氣體分子之間的碰撞則沒有。
c）觀察
i）電動器的功率增加，其它不變，一方面圓塞向上升，即體積增加（鋼珠之間的平均距離增加）。
另一方面鋼珠的平均速率增加。
（溫度增加，而壓強不變，則氣體體積增加。
）
ii）圓塞上加砝碼，其它不變，則圓塞向下降，即體積減少（鋼珠之間的平均距離減少）。
（壓強增加，而溫度不變，則氣體體積減少。
）
2.普適氣體定律
氣體的壓強（P）和體積（V）成反比，而和溫度（T）成正比。
=常數，
=
。
（T的單位是絕對溫度K）
3.普適氣體定律假設
a）氣體分子數量不變。
4.氣體定律與分子運動論：
定律
P
V
T
分子平均速率/動能
分子平均距離
波義耳
增加
增加
不變
不變
減少
查理
增加
不變
增加
增加
不變
壓強
不變
增加
增加
增加
增加
升级会员 