初步的觀察與研究表明,一定質(zhì)量的氣體,它的壓強(qiáng)(P)、體積(V)和溫度(T)這三個(gè)物理量是相互制約、相互聯(lián)系的,當(dāng)其中的一個(gè)物理量發(fā)生變化的同時(shí),其余的兩個(gè)物理量至少有一個(gè)也會(huì)發(fā)生變化.為了進(jìn)一步研究一定質(zhì)量氣體上述三個(gè)物理量之間的數(shù)量關(guān)系,某同學(xué)進(jìn)行了如下的探究過程,現(xiàn)請(qǐng)你根據(jù)自己對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的認(rèn)識(shí),將以下內(nèi)容補(bǔ)充完整:
(1)對(duì)一定質(zhì)量的氣體,在溫度______的條件下,研究其壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)此時(shí)壓強(qiáng)跟體積的乘積保持不變,即P
1V
1=P
2V
2.
(2)對(duì)一定質(zhì)量的氣體,在體積______的條件下,研究壓強(qiáng)和溫度之間的關(guān)系,得到下表所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);可以得出的結(jié)論是,此時(shí)______.
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)利用以上兩條研究的結(jié)論,推導(dǎo)一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)(P)、體積(V)和溫度(T)的普遍關(guān)系,即這一定質(zhì)量氣體在初始狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)(P
1)、體積(V
1)、溫度(T
1)跟它在末狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)(P
2)、體積(V
2)和溫度(T
2)之間的數(shù)量關(guān)系.為此先設(shè)想該氣體的一個(gè)中間狀態(tài)--壓強(qiáng)(P
3)、體積(V
2)和溫度(T
1),即認(rèn)為氣體先由初始狀態(tài)變化到中間狀態(tài),再由中間狀態(tài)變化到末狀態(tài).請(qǐng)你推導(dǎo)得出一個(gè)只含有P
1、V
1、T
1、P
2、V
2、T
2這六個(gè)物理量的數(shù)學(xué)表達(dá)式.
(1)要探究壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,應(yīng)使溫度不變;
(2)要探究壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系,應(yīng)使氣體的體積不變;
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知,對(duì)一定質(zhì)量的氣體,在體積相同的條件下,此時(shí)壓強(qiáng)與溫度的比值不變,即
=
.
(3)由(1)(2)知,一定質(zhì)量的氣體,其壓強(qiáng)與體積成反比,與溫度成正比,即
=
.
故答案為:(1)不變;(2)不變;壓強(qiáng)與溫度的比值不變,即
=
;(3)
=
.