气体等容变化的P－T图象
共315题

气体等容变化的P－T图象
共315题

热门试卷

题型：简答题

简答题

（1）将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处．实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为D3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？

（2）一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，在标准状态（压强p0=1atm、温度t0=0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4L，该理想气体在状态A下的温度为0℃，求该气体的分子数．（计算结果取两位有效数字）

正确答案

解析

解：（1）二氧化碳气体的摩尔数 n=

变成固体后的体积 V固=nNV球=D3N=；

（2）设理想气体在标准状态下体积为V，由玻意耳定律得pAVA=p0V①

该气体的分子数②

由①②得N=8.0×1022个

答：（1）在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为；

（2）该气体的分子数为8.0×1022个．

题型：简答题

简答题

一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度t1=7℃，外界大气压取P0=1.0×105Pa（相当于75cm汞柱高的压强）．

（1）对气体加热，使其温度升高到t2=47℃，此时气柱为多长？

（2）在活塞上施加一个竖直向上的拉力F=4N，保持气体的温度t2不变，平衡后气柱为多长？此时管内外水银面的高度差为多少？

正确答案

解析

解：（1）被封闭气体的初状态为

P1=P0=1.0×105Pa=75cmHg，

V1=LS=21S，T1=280K

末态为P2=P0=1.0×105Pa=75cmHg，

V2=L2S，T2=320K

根据盖•吕萨克定律，

=，得：L2=24cm．

故此时气柱为24cm．

（2）在活塞上施加拉力F后，根据活塞受力平衡得：

F+P3S=P0S P3=0.8×105Pa

气体的状态变为

V3=L3S，T3=T2=320K

根据玻意耳定律，

P2V2=P3V3

得：L3=30cm

而 P3=0.8×105Pa （相当于60cm汞柱高的压强）所以管内外水银面的高度差为

△h=15cm．

故平衡后气柱为30cm，管内外水银面的高度差为15cm．

题型：填空题

填空题

利用“验证玻意耳--马略特定律”的实验装置来验证查理定律．

（一）为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和______．

（二）必须进行的实验步骤有：

（1）用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出实验室中的大气压强P0，按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中，往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下，过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下面的位置，同时______．

（2）在量杯中加热水，过几分钟后在框架两侧挂适当质量的钩码，记下钩码的质量．同时______．

（3）把步骤2重复4次．

（三）可用作图法来验证查理定律是否成立，该图线的横坐标所代表的物理量及其单位是______纵坐标所代表的物理量及其单位是______．

正确答案

温度计

用温度计测出量杯中水的温度

使活塞下表面再恢复到步骤1中的位置，同时用温度计测量水的温度

温度，K

压强；Pa

解析

解：（一）为了完成这个实验，除了图中给出的器材外，还需要气压计、托盘天平、热水、凉水和温度计．

（二）必须进行的实验步骤有：

（1）用托盘天平称出活塞和框架的质量M，用气压计读出实验室中的大气压强P0，按图安装器材，在框架两侧挂上钩码，使注射器的下半部分位于量杯之中，往量杯中加入适量的凉水，使注射器内的空气柱位于水面之下，过几分钟后，记下钩码的质量和活塞下面的位置，同时用温度计测出量杯中水的温度．

（2）在量杯中加热水，过几分钟后在框架两侧挂适当质量的钩码，记下钩码的质量．同时使活塞下表面再恢复到步骤1中的位置，同时用温度计测量水的温度．

（3）把步骤2重复4次．

（三）可用作图法来验证查理定律是否成立，横坐标表示温度，单位为K；纵坐标表示气体压强，单位是Pa．

故答案为：用温度计测出量杯中水的温度；使活塞下表面再恢复到步骤1中的位置，同时用温度计测量水的温度；温度，K；压强，Pa．

题型：简答题

简答题

太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为P0．经过太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=450K．

（1）求此时气体的压强，

（2）说明此过程压强变化的微观原因．

正确答案

解析

解：（1）设升温后气体的压强为P1，由于气体做等容变化，

由查理定律得

解得：P1==

得P1=1.5P0

（2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，气体分子平均动能增大，分子撞击容器壁的力增大，导致气体压强变大．

答：（1）此时气体的压强为1.5P0

（2）此过程压强变化的微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，气体分子平均动能增大，分子撞击容器壁的力增大，导致气体压强变大．

题型：简答题

简答题

某同学想了解自己乘坐热气球在不同时刻离地大致的高度，他查阅资料得知低空中某个位置的大气压p与高度H的近似关系是p=p0（1-0.12H），其中p0为地面大气压，单位为cmHg，H的单位为km．他利用热气球中一根带直尺并装有少许水银的一端开口的均匀玻璃管进行观察，发现在地面时水银柱封闭的气柱长度为l0，经过一定时间后水银柱移动了△x，如果忽略水银柱产生的压强，假设整个过程温度保持不变．

①求水银柱移动了△x时热气球离地的高度；

②若△x=2cm时，对应的高度H=0.758km，那么△x=1cm时，对应的高度为多少？

正确答案

解析

解：①因为忽略水银柱产生的压强，故玻璃管中气柱在地面上时压强为p0，热气球上升H时气柱的压强为p

根据玻意耳定律有

p0l0S=p（l0+△x）S

又因为空中某个位置的大气压p与高度H的近似关系是p=p0（1-0.12H）

解得：H=

②若△x=2cm时，H=0.758km，代入上式可解得：l0≈20cm

则△x=1cm时，H=km=0.397km

答：①水银柱移动了△x时热气球离地的高度为；

②若△x=2cm时，对应的高度H=0.758km，那么△x=1cm时，对应的高度为0.397km．

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