- 气体的等容变化和等压变化
- 共891题
正确答案
解：气缸刚开始运动时，气缸与地面间的静摩擦力为最大静摩擦力．
气缸为研究对象，得PS=P0S+
得到气缸内气体的压强为P=P0+
由于气缸内气体发生等容变化，则
代入解得 T=360K
则t=T-273=87°C
答：气缸恰好开始向左运动时气体的压强P=1.2×105Pa，温度t=87°C．
解析
解：气缸刚开始运动时，气缸与地面间的静摩擦力为最大静摩擦力．
气缸为研究对象，得PS=P0S+
得到气缸内气体的压强为P=P0+
由于气缸内气体发生等容变化，则
代入解得 T=360K
则t=T-273=87°C
答：气缸恰好开始向左运动时气体的压强P=1.2×105Pa，温度t=87°C．
（1）温度325K时气体的压强．
（2）温度250K时气体的体积．
正确答案
解：（1）由V-T图可知状态b到状态c是等容变化，根据查理定律，有：
解得：
（2）有表格数据看出，温度250K时，气压为0.75×105Pa，根据理想气体状态方程，有：
解得：
答：（1）温度325K时气体的压强为0.975×105Pa．
（2）温度250K时气体的体积为0.65m3．
解析
解：（1）由V-T图可知状态b到状态c是等容变化，根据查理定律，有：
解得：
（2）有表格数据看出，温度250K时，气压为0.75×105Pa，根据理想气体状态方程，有：
解得：
答：（1）温度325K时气体的压强为0.975×105Pa．
（2）温度250K时气体的体积为0.65m3．
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知VA=0.3m3，TA=TC=300K、TB=400K．
（1）求气体在状态B时的体积．
（2）说明B→C过程压强变化的微观原因
（3）设A→B过程气体吸收热量为Q，B→C过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因．
正确答案
解：（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，
（2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
（3）Q1大于Q2；因为TA=Tc，故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2
解析
解：（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，
（2）微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．
（3）Q1大于Q2；因为TA=Tc，故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2
①旋转后水银柱进入AB管的长度；
②玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功还是做负功？气体吸热还是放热？
正确答案
解：（1）设旋转后水银柱进入AB管的长度为x，玻璃管横截面积为S，对于AB气体，由玻意耳定律得：
P0Sl2=（P0+l1-x）S（l2-x）
代入数据得：75×20=（75+30-x）（20-x）
解得，x=5cm
（2）玻璃管旋转过程中，气体体积缩小，外界对封闭气体做正功；由于气体温度不变，故气体内能不变，由热力学第一定律得：△U=Q+W
故Q=-W＜0，故气体放热
答：①旋转后水银柱进入AB管的长度为5cm；
②玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功，气体放热．
解析
解：（1）设旋转后水银柱进入AB管的长度为x，玻璃管横截面积为S，对于AB气体，由玻意耳定律得：
P0Sl2=（P0+l1-x）S（l2-x）
代入数据得：75×20=（75+30-x）（20-x）
解得，x=5cm
（2）玻璃管旋转过程中，气体体积缩小，外界对封闭气体做正功；由于气体温度不变，故气体内能不变，由热力学第一定律得：△U=Q+W
故Q=-W＜0，故气体放热
答：①旋转后水银柱进入AB管的长度为5cm；
②玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功，气体放热．
（1）（单选题）实验过程中，下列操作中哪一个是错误的______
A．推拉活塞时，动作要慢．
B．推拉活塞时，手不能握住注射器．
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验．
D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气．
（2）如图所示的是甲、乙两同学在相同环境中得到的p一
正确答案
解：（1）A、本实验条件是温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确；
B、本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故B正确
C、研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故C错误；
D、研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故D正确；
因选错误的，故选：C
（2）温度相同，在p-v图象中，斜率的大小表示气体的质量不同．
故答案为：C，气体质量
解析
解：（1）A、本实验条件是温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确；
B、本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故B正确
C、研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故C错误；
D、研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故D正确；
因选错误的，故选：C
（2）温度相同，在p-v图象中，斜率的大小表示气体的质量不同．
故答案为：C，气体质量
①上述过程中下列说法正确的是（ ）
A．缸内气体的内能一定增加
B．缸内气体的压强一定增加
C．单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数不变
D．缸内气体将吸收热量
②试计算加入细砂的质量M．
正确答案
解：①A、一定质量的理想气体内能只跟温度有关，由题知缸内气体发生等温变化，则其内能不变．故A错误．
B、根据玻意耳定律pV=c可知，气体的体积减小，则气体的压强一定增加，故B正确．
C、缸内气体的温度不变，分子的平均动能不变，而气体的压强增加，说明单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数增加，故C错误．
D、缸内气体的内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知气体向外放热．故D错误．
故选：B．
②对活塞初态时进行受力分析后有：p0s+mg=p1s
对活塞末态时进行受力分析后有：p0s+mg+Mg=p2s
对密闭的气体由玻意耳定律得：p1h1s=p2h2s
又由题意可知：h2=
联立得：（p0+
将p0=1×105Pa，s=2×10-3m2，m=4kg，代入解得：M=12kg
答：①B；②加入细砂的质量M是12kg．
解析
解：①A、一定质量的理想气体内能只跟温度有关，由题知缸内气体发生等温变化，则其内能不变．故A错误．
B、根据玻意耳定律pV=c可知，气体的体积减小，则气体的压强一定增加，故B正确．
C、缸内气体的温度不变，分子的平均动能不变，而气体的压强增加，说明单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数增加，故C错误．
D、缸内气体的内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知气体向外放热．故D错误．
故选：B．
②对活塞初态时进行受力分析后有：p0s+mg=p1s
对活塞末态时进行受力分析后有：p0s+mg+Mg=p2s
对密闭的气体由玻意耳定律得：p1h1s=p2h2s
又由题意可知：h2=
联立得：（p0+
将p0=1×105Pa，s=2×10-3m2，m=4kg，代入解得：M=12kg
答：①B；②加入细砂的质量M是12kg．
（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：（1）二氧化碳气体的摩尔数 n=
变成固体后的体积 V固=nNV球=
（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
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．
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=
（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
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．
（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：（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．
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．
（1）h越大，温度读数越______（填“大”或“小”）；
（2）试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的；
（3）利用此装置测温度时，如果大气压强增大△P（cmHg），读出的温度值变大还是变小？如何进行修正？
正确答案
解：（1）玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，气体的压强P=P0-h，h越大，P越小，由查理定律可知，温度越低．h越大，温度读数越小；
（2）气体发生等容变化，则P=KT，△P=K△T，而△P=△h，△T=△t，则△t与△h成线性关系，故刻度线的间距均匀；
（3）大气压强增大，水银面向上移动，读数变小，因为△h=△P，所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数．
故本题答案是：（1）小；（2）略；（3）变小，应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数．
解析
解：（1）玻璃泡的容积较大，玻璃管很细，玻璃泡内气体近似看成等容变化，气体的压强P=P0-h，h越大，P越小，由查理定律可知，温度越低．h越大，温度读数越小；
（2）气体发生等容变化，则P=KT，△P=K△T，而△P=△h，△T=△t，则△t与△h成线性关系，故刻度线的间距均匀；
（3）大气压强增大，水银面向上移动，读数变小，因为△h=△P，所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数．
故本题答案是：（1）小；（2）略；（3）变小，应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数．
（1）气体在状态b时的温度Tb；
（2）气体在状态c时的体积Vc；
（3）试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系，并简要说明理由．
正确答案
解：（1）a→b为等容过程，Pa=3atm，Pb=1atm，Ta=300K
根据查理定律得
解得Tb=100K
（2）由图Pc=1atm，Va=Vb=22.4L
根据玻意耳定律得，PaVa=PcVc Vc=67.2L
（3）气体由状态b到状态c过程，气体体积增大，气体对外做功，W＜0，温度升高，内能增大，△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q得，Q＞0，即气体吸收热量．
解析
解：（1）a→b为等容过程，Pa=3atm，Pb=1atm，Ta=300K
根据查理定律得
解得Tb=100K
（2）由图Pc=1atm，Va=Vb=22.4L
根据玻意耳定律得，PaVa=PcVc Vc=67.2L
（3）气体由状态b到状态c过程，气体体积增大，气体对外做功，W＜0，温度升高，内能增大，△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q得，Q＞0，即气体吸收热量．
扫码查看完整答案与解析