- 气体等容变化的P－T图象
- 共315题
（1）以下说法正确的是______．
A．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B．分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大
C．悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则
D．在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是斥力，它的作用是使液体表面绷紧
（2）如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶塞和柱塞封闭在针筒内，从刻度尺上可读出空气柱的长度．实验过程中气体压缩太快会使气体温度______（选填“升高”、“不变”或“降低”）．实验中气体向外漏气，测得气体的体积与压强的乘积______（选填“变大”、“不变”或“变小”）．
（3）若以μ表示水的摩尔质量，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，求每个水分子的质量和标准状态下水蒸气的摩尔体积．
正确答案
解：（1）A、气体压强是大量分子对容器壁的碰撞造成的，与是否失重无关，故A错误；
B、分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，但斥力增加的快，故B正确；
C、悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则，这就是布朗运动，故C正确；
D、在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是引力力，它的作用是使液体表面绷紧，故D错误；
故选BC．
（2）实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高；
根据理想气体状态方程
（3）水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，故
标准状态下水蒸气的摩尔体积等于水蒸气的摩尔质量除以标准状态下水蒸气的密度，故
故答案为：（1）BC； （2）升高 变小；（3）
解析
解：（1）A、气体压强是大量分子对容器壁的碰撞造成的，与是否失重无关，故A错误；
B、分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，但斥力增加的快，故B正确；
C、悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则，这就是布朗运动，故C正确；
D、在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是引力力，它的作用是使液体表面绷紧，故D错误；
故选BC．
（2）实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高；
根据理想气体状态方程
（3）水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，故
标准状态下水蒸气的摩尔体积等于水蒸气的摩尔质量除以标准状态下水蒸气的密度，故
故答案为：（1）BC； （2）升高 变小；（3）
（1）从A到B的过程中，外界对该气体做功W1和其内能的增量△U1；
（2）从B到C的过程中，该气体内能的增量△U2和与外界交换的热量Q2．
正确答案
解：（1）从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，该过程中气体从外界吸收热量为6J，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，内能增加6J；
（2）从B到C的过程是等温压缩过程，内能不改变，即△U=0，该过程中外界对该气体做功为9J，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，故放热9J；
答：（1）从A到B的过程中，外界对该气体做功为0，其内能的增量为6J；
（2）从B到C的过程中，该气体内能的增量为零，与放热9J．
解析
解：（1）从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，该过程中气体从外界吸收热量为6J，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，内能增加6J；
（2）从B到C的过程是等温压缩过程，内能不改变，即△U=0，该过程中外界对该气体做功为9J，根据热力学第一定律公式△U=W+Q，故放热9J；
答：（1）从A到B的过程中，外界对该气体做功为0，其内能的增量为6J；
（2）从B到C的过程中，该气体内能的增量为零，与放热9J．
（1）若要使DE段水银能碰到管顶F，则环境温度至少需要升高到多少？
（2）若保持环境温度T不变，将管子在竖直面内缓慢地旋转180°使F点在最下面，求此时管内两段空气柱的压强以及最低点F处的压强．
正确答案
解：（1）设初状态每段的长度为h，CD段空气柱末状态的长度为hCD
根据等压变化，
对CD段空气柱有 
对BA段空气柱有
得T1=1.5T
（2）设CD段空气柱末状态的长度为hCD，压强为pCD
根据波意耳定律，
对CD段空气柱有 
对AB段空气柱有PhS=（PCD-
得pCD=
pAB=
pF=PCD+
答：（1）若要使DE段水银能碰到管顶F，则环境温度至少需要升高到1.5T；
（2）此时管内CD段空气柱的压强为
解析
解：（1）设初状态每段的长度为h，CD段空气柱末状态的长度为hCD
根据等压变化，
对CD段空气柱有
对BA段空气柱有
得T1=1.5T
（2）设CD段空气柱末状态的长度为hCD，压强为pCD
根据波意耳定律，
对CD段空气柱有
对AB段空气柱有PhS=（PCD-
得pCD=
pAB=
pF=PCD+
答：（1）若要使DE段水银能碰到管顶F，则环境温度至少需要升高到1.5T；
（2）此时管内CD段空气柱的压强为
某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的密闭防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105Pa（常温下的大气压强值），当内、外压强差超过一定的临界值时表盘玻璃将爆裂．爆裂时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计（气体可视为理想气体，结果保留二位有效数字）．
①爆裂前一瞬间，表内气体的压强为多大；
②若爆裂时外界大气压是2.4×104Pa，请判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂？
正确答案
解：①以表内气体为研究对象，
初状态：p1=1.0×105Pa，T1=273+27=300K，
末状态：压强为p2，T2=273-21=252K，
根据查理定律，有：
解得：p2=8.4×104Pa
②爆裂时外界大气压是2.4×104Pa小于表内气体压强8.4×104Pa，
所以表盘玻璃是向外爆裂的．
答：①爆裂前一瞬间，表内气体的压强为8.4×104Pa；
②若爆裂时外界大气压是2.4×104Pa，表盘玻璃向外爆裂．
解析
解：①以表内气体为研究对象，
初状态：p1=1.0×105Pa，T1=273+27=300K，
末状态：压强为p2，T2=273-21=252K，
根据查理定律，有：
解得：p2=8.4×104Pa
②爆裂时外界大气压是2.4×104Pa小于表内气体压强8.4×104Pa，
所以表盘玻璃是向外爆裂的．
答：①爆裂前一瞬间，表内气体的压强为8.4×104Pa；
②若爆裂时外界大气压是2.4×104Pa，表盘玻璃向外爆裂．
水的沸点与压强有关，某学校科技小组对水的沸点与压强的关系作了研究得到如下数据，请你根据实验数据得出水沸点t与压强p的函数关系：t=______．
有一个高压锅，它的排气孔直径为D=0.3cm，大气压强为1.0×105 Pa，高压锅内最高水温为139℃，则限压阀的质量为______kg．
正确答案
解：根据表格数据可以看出，气压变化与温度变化的比值恒定，故t=kP+b；
其中：k=
当t=100°C时，P=105Pa，代入表达式，有：100=2.5×10-4×105+b；解得b=75；
故表达式为：t=2.5×10-4P+75
当水的沸点为139摄氏度时，气压：P=2.56×105Pa；
限压阀的重力：G=（P-P0）S=（P-P0）×
故限压阀的质量为：m=
故答案为：2.5×10-4P+75，0.113．
解析
解：根据表格数据可以看出，气压变化与温度变化的比值恒定，故t=kP+b；
其中：k=
当t=100°C时，P=105Pa，代入表达式，有：100=2.5×10-4×105+b；解得b=75；
故表达式为：t=2.5×10-4P+75
当水的沸点为139摄氏度时，气压：P=2.56×105Pa；
限压阀的重力：G=（P-P0）S=（P-P0）×
故限压阀的质量为：m=
故答案为：2.5×10-4P+75，0.113．
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