考试不提供,需记忆。
用途
General gas law 用于热(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。 热
符号与 SI 单位
| 符号 | 含义 | SI 单位 |
|---|---|---|
| p₁ | 初压强 | Pa |
| V₁ | 初体积 | m³ |
| T₁ | 初绝对温度 | K |
| p₂ | 末压强 | Pa |
| V₂ | 末体积 | m³ |
| T₂ | 末绝对温度 | K |
公式变形
V₂ = p₁V₁T₂ / (T₁p₂)p₂ = p₁V₁T₂ / (T₁V₂)T₂ = p₂V₂T₁ / (p₁V₁)
解题示例
常见陷阱
理解一般气体定律
一般气体定律 p₁V₁ / T₁ = p₂V₂ / T₂ 连接定量气体的两个状态。p 是压强,单位帕斯卡(Pa);V 是体积,单位立方米(m³)或任意一致单位;T 是绝对温度,单位开尔文(K)。
下标 1 和 2 标示初态与末态。
它把玻意耳定律、查理定律和压强定律合为一个关系,因为对定量气体 pV/T 保持恒定。求某一未知量时整理即可,例如 V₂ = p₁V₁T₂ / (T₁p₂)、p₂ = p₁V₁T₂ / (T₁V₂) 或 T₂ = p₂V₂T₁ / (p₁V₁)。
温度必须始终用开尔文。
分步解题示例
一气体从 p₁ = 1.5 × 10⁵ Pa、V₁ = 3.0 L、T₁ = 300 K 被压缩至 V₂ = 1.5 L 并加热到 T₂ = 350 K。求新压强 p₂。
写出整理后的公式:p₂ = p₁V₁T₂ / (T₁V₂)。代入并带单位:p₂ = (1.5 × 10⁵ Pa × 3.0 L × 350 K) / (300 K × 1.5 L)。
分子:1.5 × 10⁵ × 3.0 × 350 = 1.575 × 10⁸。分母:300 × 1.5 = 450。
相除:p₂ = 1.575 × 10⁸ / 450 = 3.5 × 10⁵ Pa。升的单位相消,留下帕斯卡。
压强升到 3.5 × 10⁵ Pa,取两位有效数字。
常见错误与考法
最大陷阱是把温度留在摄氏度。代入前务必用 K = °C + 273 换算。
体积则可留在升或 cm³,只要两边用同一单位即可。
其他错误:压强单位混用(一边 Pa、一边 kPa);弄错哪个是状态 1、哪个是状态 2;以及把此定律用于变化的气体质量,这是不允许的。
在计算下,展示带单位的代入与开尔文换算。解释可能问密封罐受热为何爆裂,或气体膨胀为何变冷。
来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)