- 气体等容变化的P-T图象
- 共315题
如图所示,教室内用截面积为O.2m2的绝热活塞,将一定质量的理想气体封闭 在圆柱形汽缸内,活塞与汽缸之间无摩擦.a状态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,活塞离汽缸底部的局度为0.6m;b状态是汽缸从容器中移出后达到的平衡状态,活塞离 汽缸底部的高度为0.65m.设室内大气压强始终 保持1.0×105Pa,忽略活塞质量.
(1)求教室内的温度;
(2)若气体从a状态变化到b状态的过程中,内能增加了56OJ,求此过程中气体吸收的热量.
正确答案
解析
解:(1)由题意知气体是等压变化,设教室温度为T2
由得
=
=295.75K
(2)气体对外做功为W=P0s(h2-h1)=1×105×0.2×(0.65-0.6)J=103J
由热力学第一定律得
Q=△U-W=560J-(-1000)J=1560J
答:(1)求教室内的温度295.75K;
(2)此过程中气体吸收的热量为1560J.
如图,A容器容积为10L,里面充满12atm、温度为27℃的理想气体,B容器是真空.现将A中气体温度升高到400K,然后打开阀门S,将A中的气体释放一部分到B容器,当A容器内压强降到4atm时,关闭阀门,这时B容器内的压强是3atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化,则B容器的容积为多大?
正确答案
解析
解:设A容器容积为VA,温度T0=(273+27)K=300 K时,压强为p0;温度升高到T1=400 K时,压强为p1
根据查理定律有:
解得p1=16 atm
对于气体膨胀过程,为等温变化,以膨胀后A中气体为研究对象,
初态:p1′=16 atm,体积为V1′
末态:p2′=4 atm,V2′=VA=10 L
根据玻意耳定律有p1′V1′=p2′V2′
得V1′=2.5 L.
对B中气体
初态:p=16 atm V=VA-V1′=7.5 L
末态:p′=3 atm,V′=VB
同理有pV=p′V′
得VB=V′=40L
答:B容器的容积为 40L.
一定质量的气体,如果保持气体的体积不变则 ( )
正确答案
解析
解:
A、C、气体发生等容变化,根据查理定律=c可知气体的温度降低,压强一定变小,故A正确,C错误.
B、根据查理定律=c可知气体的温度升高时,压强一定变大,故B错误.
D、根据查理定律=c可知气体的温度变化时,压强一定改变,故D错误.
故选:A
气温为27℃时某汽车轮胎的压强是8.0×105Pa.汽车行驶一会后,轮胎由于温度升高,压强变为8.2×105Pa.这时轮胎内气体的温度是______℃.(假设轮胎体积不变)
正确答案
34.5
解析
解:气体作等容变化,由查理定律得:
=
=
解得:t2=34.5℃
故答案为:34.5℃
有一组同学对温度计进行专题研究.他们通过查阅资料得知十七世纪时伽利略曾设计过一个温度计,其结构为,一麦杆粗细的玻璃管,一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连,另一端竖直插在水槽中,并使玻璃管内吸入一段水柱.根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究“伽利略温度计”,同学们按照资料中的描述自制了如图所示的测温装置,图中A为一小塑料瓶,B为一吸管,通过软木塞与A连通,管的下端竖直插在大水槽中,使管内外水面有一高度差h.然后进行实验研究:
(1)在不同温度下分别测出对应的水柱高度h,记录的实验数据如下表所示
根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差,并填入表内的空格.由此可得结论:
①当温度升高时,管内水柱高度h将______(填:变大,变小,不变);
②水柱高度h随温度的变化而______(填:均匀,不均匀)变化;试从理论上分析并证明结论②的正确性(提示:管内水柱产生的压强远远小于一个大气压):______.
(2)通过实验,同学们发现用“伽利略温度计”来测温度,还存在一些不足之处,其中主要的不足之处有:
①______;
②______.
正确答案
解析
解:(1)据表中数据计算得到相邻两次测量水柱的高度差依次为5.2;5.1;5.2;5.2;
①变小;因为管内水柱产生的压强远远小于一个大气压,封闭气体近似当作等压变化,根据盖-吕萨克定律
得到=c(常数)
则△V=c△T=c△t
设S为管的截面积,高度差△h==
即h随温度的变化而均匀变化.
(2)由于水的密度小,温度变化时,水柱高度受温度影响较大,水柱长度有限,这样温度计测量范围较小.同时大气压不同,相同温度时,高度h不同,这种温度计读数不同.
故主要的不足之处有①测量温度范围小;②温度读数受大气压影响
故本题答案是:(1)5.2;5.1;5.2;5.2;①变小;②均匀;封闭气体近似作等压变化
(2)①测量温度范围小;②温度读数受大气压影响
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