- 有序、无序和熵
- 共288题
气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将 （填“吸热”或“放热”）。
正确答案
（1）
①（6分）设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273K
A内气体发生等容变化，根据查理定律得
联立①②③式，代入数据得
②（4分）增大；吸热
上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为0.2ｍ２的轻活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体Ａ封闭在气缸内．温度为300Ｋ时，活塞离气缸底部的高度为0.6ｍ；当在活塞加一质量为M的物体，再将气体加热到363Ｋ时，活塞上升了0.05ｍ此时气体的压强为1.1×105pa，不计摩擦力及固体体积的变化，求物体Ａ的体积和M的大小．设大气压强为105pa.
正确答案
设Ａ的体积为Ｖ，Ｔ１＝300Ｋ，Ｔ２＝363Ｋ，Ｓ＝0．2ｍ２，ｈ１＝0.6ｍ，ｈ2＝0.6＋0.05＝0.65ｍ，
等压变化P0(ｈ１Ｓ－Ｖ)／Ｔ１＝(P0+Mg/S)(ｈ2Ｓ－Ｖ)／Ｔ2，
即Ｖ＝0.02ｍ３．
M=200kg
本题考查气体的状态方程
如图8-2-10所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接，且处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10 cm，如果缸内空气变为0℃，重物将上升多少cm?
图8-2-10
正确答案
2.68 cm
活塞受到重力mg,绳的拉力T=mg，大气压力P0s封闭气体压力PS而平衡，则PS+T=mg+P0S可见P不变.以封闭气体为研究对象，设活塞横截面积为S，则V1="10" S，T1="373" K V2=(10-x)S T2="273" K
由盖·吕萨克定律
恒温室内，一玻璃瓶装有理想气体，由于瓶盖有点漏气，则瓶内气体( )
正确答案
BC
理想气体没有分子势能，故选项A错误.由于温度保持不变，所以分子平均动能不变，故B、C正确.由于漏气，玻璃瓶中的气体分子数减少，因而瓶内气体的内能应减小，故D选项错误.
（8分）【物理—物理3—3】
某压力锅的结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。
（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式。
（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J，并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少？
（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P＝P0(1－αH)，其中常数a＞0，结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。
正确答案
（1）
（2）锅内气体内能减少，减少了3J
（3）阀门被顶起时气体温度随着海拔高度的增加而降低。
略
如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L＝10cm的理想气体，当温度为27°C时，两管水银面的高度差Δh＝2cm．设外界大气压为1.0´105Pa（即75cmHg）．为了使左、右两管中的水银面相平，求：
小题1:若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少°C？
小题2:若温度保持27°C不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
正确答案
小题1:66℃
小题2:2.54cm
（1）根据理想气体状态方程：
代入数据
（2）根据玻意耳定律：P1V1 ＝ P3V3 (2分）
代入数据73×10 ＝ 75×L3，从中求得L3＝ 9.73 cm ，即闭管水银柱上升了0.27cm，
所需注入的水银柱长为H ＝ (2＋2×0.27）cm ＝ 2.54cm (3分）
(1)下列说法正确的是________．
E．露珠呈球状是液体表面张力的作用
(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，已知状态A的温度300 K.
①求气体在状态B的温度；
②由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．
正确答案
(1)BCE (2)①1 200 K ②放热 理由见解析
(1)潮湿时，空气的相对湿度较大，干燥时，空气的相对湿度较小，但绝对湿度大小不能确定，故A错，B对；水的饱和汽压随温度的升高而增大，C对；多晶体的物理性质各向同性，即使单晶体，也并不是所有物理性质都是各向异性，D错；液体表面张力使其表面积收缩到最小而呈球状，故E对．
(2)①由理想气体的状态方程
得气体在状态B的温度TB＝
②由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得
故气体由状态B到状态C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU<0，W＝0，故Q<0，可知气体要放热．
一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为( )
正确答案
BD
一定质量的理想气体经历等温压缩过程，由于温度不变，气体分子的平均动能不变.所以选项A错误.气体分子总数一定，体积缩小，单位体积内的分子数增多，因而单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，因而压强增大，故选项BD正确，选项C错误.
关于气体的压强、下列说法中正确的是( )
正确答案
BD
气体分子不停地做无规则运动，对器壁频繁碰撞，使气壁受到持续均匀的压力；从而产生压强.所以选项C错，D对，人造卫星内，气体处于完全失重状态，但气体分子无规则热运动并不停息，因此选项A错，选项B正确.
一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：
⑴物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
⑵分子势能是增加还是减少？
⑶分子的平均动能是增加还是减少？
正确答案
（1）气体内能减少了1.8×105J（2）增加（3）减少
本题考查热力学第一定律，改变内能的两种形式为做功和热传递
（1）气体从外界吸热为：Q=4.2×105J
气体对外做功：W=－6×105J
由热力学第一定律：ΔU=W+Q=（－6×105）+（4.2×105J）=－1.8×105J
ΔU为负，说明气体的内能减少了 （2分）。
所以，气体内能减少了1.8×105J。 （2分）
（2）因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了。 （2分）
（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。（2分）
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