- 气体等容变化的P-T图象
- 共315题
(2016•徐汇区一模)在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中(如图甲),与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件.将试管放在大烧杯的凉水中,逐次加入热水并搅拌,记录得到试管内空气不同的压强和温度值.图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P-t图象,初始封闭气体体积相同.
(1)两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为______,两图线斜率不同可能的原因是______.
(2)通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是______,该规律符合______定律.
正确答案
解:(1)(2)、两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度,其值为-273℃,
结合图象,设温度为零摄氏度时的压强为P0,则有:=k
被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有:=k
解得:p=P0(1+)
由上式可知,两图线斜率不同的原因是,两组初始气体压强不同,或两组气体初始温度不同
在实验过程中,保持了体积不变,符合查理定律的变化规律.
故答案为:(1)-273℃,两组初始气体压强不同,两组气体初始温度不同;(2)p=P0(1+),查理
解析
解:(1)(2)、两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度,其值为-273℃,
结合图象,设温度为零摄氏度时的压强为P0,则有:=k
被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有:=k
解得:p=P0(1+)
由上式可知,两图线斜率不同的原因是,两组初始气体压强不同,或两组气体初始温度不同
在实验过程中,保持了体积不变,符合查理定律的变化规律.
故答案为:(1)-273℃,两组初始气体压强不同,两组气体初始温度不同;(2)p=P0(1+),查理
如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,活塞的横截面积为S.初始时,气体的温度为T0,活塞的下表面与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时活塞上升了h,已知大气压强为P0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸的摩擦.求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量.(题中各物理量单位均为国际单位制单位)
正确答案
解:汽缸内封闭气体做等压变化,由盖-吕萨克定律得:
=
解得此时气体的温度为 T1=2T0;
气体在等压变化过程中,活塞受力如图所示.
由平衡条件得 pS=p0S+mg
气体对活塞做的功为 W=pSh=(p0S+mg)h
由热力学第一定律得△U=Q-W
所以可得气体内能的增加量为△U=Q-(p0S+mg)h.
答:此时气体的温度为2T0,加热过程中气体内能的增加量为Q-(p0S+mg)h.
解析
解:汽缸内封闭气体做等压变化,由盖-吕萨克定律得:
=
解得此时气体的温度为 T1=2T0;
气体在等压变化过程中,活塞受力如图所示.
由平衡条件得 pS=p0S+mg
气体对活塞做的功为 W=pSh=(p0S+mg)h
由热力学第一定律得△U=Q-W
所以可得气体内能的增加量为△U=Q-(p0S+mg)h.
答:此时气体的温度为2T0,加热过程中气体内能的增加量为Q-(p0S+mg)h.
有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值.缓慢推动活塞,在使注射器内空气柱逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机.实验完成后,计算机屏幕上显示出如右图所示的P--1/V图线.
(1)仔细观察不难发现,该图线与玻意耳定律不够吻合,造成这一现象的可能原因是______;
(2)根据(1)中的回答,说明减小误差应采取的措施:______.
正确答案
解:(1)通过图象分析发现斜率k在减小,即PV的乘积在变小,根据理想气体状态方程公式,由于PV减小,故可能是T减小,也可能是C减小,即气体质量减小;
(2)根据理想气体状态方程公式,要保持温度T恒定,还要保持质量恒定,即不能漏气;
故答案为:(1)实验时环境温度降低了(或:实验时注射器内的空气向外发生了泄漏.];(2)保持实验环境不变[或:给活塞涂润滑油,增加密闭性.]
解析
解:(1)通过图象分析发现斜率k在减小,即PV的乘积在变小,根据理想气体状态方程公式,由于PV减小,故可能是T减小,也可能是C减小,即气体质量减小;
(2)根据理想气体状态方程公式,要保持温度T恒定,还要保持质量恒定,即不能漏气;
故答案为:(1)实验时环境温度降低了(或:实验时注射器内的空气向外发生了泄漏.];(2)保持实验环境不变[或:给活塞涂润滑油,增加密闭性.]
如图所示一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中,活塞与容器间光滑接触,在图中两种稳定状下的温度分别为T1、T2,压强分别为P1、P2,则下列关系式中正确的是______.(填选项前的字母)
A.T1=T2 B.T1<T2 C.P1>P2 D.P1<P2.
正确答案
解:A、B封闭气体发生等压变化,根据盖-吕萨克定律,V1<V2,得T1<T2 故A错误,B正确.
C、D,设大气压为P0,活塞面积为S,重力为G,由活塞处于平衡状态,得
封闭气体的压强P=P0-,P0,S,G不变,则P不变,得到P1=P2 故CD错误.
故选B.
解析
解:A、B封闭气体发生等压变化,根据盖-吕萨克定律,V1<V2,得T1<T2 故A错误,B正确.
C、D,设大气压为P0,活塞面积为S,重力为G,由活塞处于平衡状态,得
封闭气体的压强P=P0-,P0,S,G不变,则P不变,得到P1=P2 故CD错误.
故选B.
一房间长L1=7m,宽L2=5m,高h=3.2m.假设房间内的空气处于标准状况,已知阿伏伽德罗常数M=6.02×1023mol-1.
(1)求房间内空气分子数
(2)如果空气的压强不变,温度升高到27℃,求原房间内的空气其体积将变为多少.
正确答案
解:(1)房间的体积:V=L1L2h=7×5×3.2=112m3
室内的空气分子数为:
n=NA=
=3.01×1027 个
(2)温度由T=273k升高到T′=300k
设原来的教室中的空气的体积将增大到V′,则由盖吕萨克定律:
可得:V′==
=123m3
答:(1)房间内空气分子数为3.01×1027个
(2)如果空气的压强不变,温度升高到27℃,原房间内的空气其体积将变为123m3.
解析
解:(1)房间的体积:V=L1L2h=7×5×3.2=112m3
室内的空气分子数为:
n=NA=
=3.01×1027 个
(2)温度由T=273k升高到T′=300k
设原来的教室中的空气的体积将增大到V′,则由盖吕萨克定律:
可得:V′==
=123m3
答:(1)房间内空气分子数为3.01×1027个
(2)如果空气的压强不变,温度升高到27℃,原房间内的空气其体积将变为123m3.
扫码查看完整答案与解析