- 气体等容变化的P-T图象
- 共315题
如图所示,在针管中封闭有一定质量的气体,当温度不变时,用力压活塞使气体的体积减小,则管内气体的压强______(选填“变大”或“变小”),按照气体分子热运动理论从微观上解释,这是因为:______.
正确答案
解析
解:气体温度不变,体积减小,由玻意耳定律可知,气体压强增大;
气体温度不变,分子平均动能不变,而分子的密集程度增大,
单位时间内对容器壁单位面积的碰撞次数增多,
器壁单位时间单位面积受到的压力变大,故压强增大.
故答案为:变大;分子密集程度增大.
如图甲所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度与质量均不计,在B处设有限制装置,使活塞只能在B以上运动,B以下汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.2V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强与大气压强p0相同,温度为77°C,现缓慢升高汽缸内气体的温度,直至活塞移动到A处,然后保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B,然后再缓慢降低汽缸内气体的温度,直到42°C.求:
(1)活塞刚到达A处时的温度TA;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线.
正确答案
解析
解:(1)先是等压过程,根据盖吕萨克定律:=
,
=
TA=420K
(2)设A→C是等温过程:PAVA=PCVC,
pc=( p0×1.2V0)×
PC=1.2p0
设C→D是等容过程:=
pD=0.9p0
(3)整个过程的p-V图线.
答:(1)活塞刚到达A处时的温度是420K
(2)缸内气体最后的压强是0.9p0
(3)如图
在一端封闭、内径均匀的直玻璃管内,有一段水银柱封闭一定质量的理想气体a.将管口向上竖直放置,若温度为T,达到平衡时,气柱a的长度为L;将管口向下竖直放置,若温度为T1,达到平衡时,气柱a的长度为L1.然后将管平放在水平桌面上,此时温度为T2,在平衡时,气柱a的长度为L2.已知:T、T1、T2、L、L1;大气压P0一直保持不变,不计玻璃管和水银的体积随温度的变化.求:L2.
正确答案
解析
解:设水银柱的长度为h,
将管口向上竖直放置时:压强为 P0+h cmHg;体积为 LS; 温度为 T;
将管口向下竖直放置时:压强为 P0-h cmHg;体积为 L1S; 温度为 T1;
将管水平放置时:压强为P0; 体积为L2S; 温度为T2.
根据理想气体状态方程:=
有:=
解得:h=P0
同理:=
解得:L2=
答:L2的值为.
某同学将一体积较大的广口瓶开口向上放入77℃热水杯中,待热平衡后,用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋(最粗处横截面略大于瓶口横截面)恰好封住瓶口,如图2所示,当热水杯中水温缓慢降至42℃时,观察到鸡蛋缓慢落入瓶中,已知大气压强P=1.0×10Pa,瓶口面积S=1.0×10-2m2,熟鸡蛋重G=0.50N.求:
①温度为42℃,鸡蛋刚要落入瓶中时,广口瓶内的压强变为多大?
②当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力多大?
正确答案
解析
解:(1)广口瓶内的空气状态为:
p1=p0=1.0×105Pa;T1=273+42=315K;T2=273+77=350K;
根据查理定律,
故有:P1=
=0.9×105Pa
(2)当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时,根据力的平衡,有
G+p0S=p2S+f
即f=G+(p0-p2)S=[0.50+(1.0×105-0.9×105)×1.0×10-3]N=10.5N
答:(1)温度为42℃时广口瓶内的压强变为0.9×105 Pa
(2)当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力10.5N.
一定质量理想气体的P-V图所示,其中a→b为等容过程,b→c为等压过程,c→a为等温过程,己知气体在状态a时的温度T=300K,在状态b时的体积V=22.4L.求:
①气体在状态c时的体积Vc;
②试比较气体由状态b到状态c过程,从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系,并简要说明理由.
正确答案
解析
解:(1)设气体在状态b的体积为Vb,a到b为等容过程
根据查理定律得
Tb==
=100k
b到c为等容过程,根据盖吕萨克定律
得
Vc==
=67.2L
(2)气体有状态b到状态c为等压过程,由盖吕萨克定律可知体积增大时温度升高,所以其体内能△U增大,由b到c气体对外做功,W为负值,气体吸热,Q为正值,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体吸收热量Q大于气体对外做功
答:①气体在状态c时的体积Vc为67.2L;
②气体吸收热量Q大于气体对外做功
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