题目
[题目]有一个具有活塞的容器中盛有一定量的气-|||-体,如果压缩气体并对它加热,使它的温度从2-|||-7℃升到127℃,体积减少一半,求气体的压强变-|||-化为原来的多少倍?

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程(综合气体定律)的应用,涉及温度单位转换及比例关系的处理。
解题核心思路:
- 确定已知量和未知量:温度变化、体积变化,求压强变化倍数。
- 应用理想气体状态方程 $\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$,建立比例关系。
- 代入数据计算,注意单位统一(温度需转换为开尔文)。
破题关键点:
- 温度转换:将摄氏度转换为开尔文($T(K) = T(℃) + 273$)。
- 体积关系:体积减少一半,即 $V_2 = \frac{1}{2}V_1$。
- 方程变形:通过约分简化方程,直接求出压强比。
步骤1:温度转换
初始温度 $T_1 = 27℃ + 273 = 300\ \text{K}$,最终温度 $T_2 = 127℃ + 273 = 400\ \text{K}$。
步骤2:体积关系
体积减少一半,即 $V_2 = \frac{1}{2}V_1$,因此 $V_1 = 2V_2$。
步骤3:应用理想气体状态方程
根据 $\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$,代入已知关系:
$\frac{P_1 \cdot 2V_2}{300} = \frac{P_2 \cdot V_2}{400}$
步骤4:约分与求解
两边约去 $V_2$,得:
$\frac{2P_1}{300} = \frac{P_2}{400}$
交叉相乘得:
$P_2 = \frac{2P_1 \cdot 400}{300} = \frac{8}{3}P_1$
结论:气体的压强变为原来的 $\frac{8}{3}$ 倍。