- 气体的等容变化和等压变化
- 共891题

容器中气体的温度均下降10℃时水银柱的移动方向.
设容器A中气体的初、末状态参量分别为PA、VA、TA和P‘A、V'A、T'A;容器B中气体的初、末状态参量分别为PB、VB、TB和P'B、V'A、T'B.由题意PA=PB,VA=VB.
甲同学解:设水银柱不动,由查理定理得


所以P'A<P'B,水银柱应向A容器移动;
乙同学解:设水银柱不动,A、B两部分气体都作等容变化,由查理定理得:


所以P'A<P'B,水银柱应向A容器移动;
丙同学解:温度变化时,水银柱缓慢移动,受力平衡,所以A、B两部分气体的压强应时时刻刻相等,由盖•吕萨克定律得:


所以V'A<V'B,水银柱向A容器移动.
请对三位同学的求解作出评价,如有错误,请指出错在哪里.
正确答案
解:①甲错,只能对同一部分气体的两个状态的参量列方程,左右两侧气体质量不同,故不能对两个不同气体的状态列方程;
②乙正确,先假设气体体积不变,根据查理定律列式升温后的气压,在进行比较;
③丙错误,小水银柱缓慢移动过程中,受力平衡,两边气体压强相等;
但对左侧部分和右侧部分气体来说压强都是在改变的,不是等压过程,盖-吕萨克定律不成立;
答:只有乙同学的解法是正确的.
解析
解:①甲错,只能对同一部分气体的两个状态的参量列方程,左右两侧气体质量不同,故不能对两个不同气体的状态列方程;
②乙正确,先假设气体体积不变,根据查理定律列式升温后的气压,在进行比较;
③丙错误,小水银柱缓慢移动过程中,受力平衡,两边气体压强相等;
但对左侧部分和右侧部分气体来说压强都是在改变的,不是等压过程,盖-吕萨克定律不成立;
答:只有乙同学的解法是正确的.

(1)活塞刚离开B处时的温度TB;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在图中画出整个过程的p-V图线.
正确答案
解:(1)活塞离开B处前缸内气体发生等容变化
初态:P1=0.9P0 T1=297K
末态:P2=P0
根据查理定律得
(2)当活塞到达A处时,温度升高,缸内气体又发生等容变化.
初态:P2=P0,T2=330K,V2=V0;
末态:P3=P,T3=399.3K,V3=1.1V0;
由气态方程得
代入得:
解得:P3=1.1P0 即P=1.1P0
(3)P-V图线如图.
答:(1)活塞刚离开B处时的温度TB=330K;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)p-V图线如图.
解析
解:(1)活塞离开B处前缸内气体发生等容变化
初态:P1=0.9P0 T1=297K
末态:P2=P0
根据查理定律得
(2)当活塞到达A处时,温度升高,缸内气体又发生等容变化.
初态:P2=P0,T2=330K,V2=V0;
末态:P3=P,T3=399.3K,V3=1.1V0;
由气态方程得
代入得:
解得:P3=1.1P0 即P=1.1P0
(3)P-V图线如图.
答:(1)活塞刚离开B处时的温度TB=330K;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)p-V图线如图.

(1)实验时甲图气体的压强为______cmHg,乙图气体压强为______cmHg.
(2)实验时某同学认为玻璃管的横截面积S可不用测量,这一观点正确吗?
答:______(选填“正确”或“错误”).
正确答案
解:(1)由连通器原理可知,甲图中气体压强为p0=76cmHg,乙图中气体压强为p0+4cmHg=80cmHg.
(2)由玻意耳定律p1V1=p2V2,即p1l1S=p2l2S,即p1l1=p2l2(l1、l2为空气柱长度),所以玻璃管的横截面积可不用测量.
故答案为:(1)76;80;(2)正确
解析
解:(1)由连通器原理可知,甲图中气体压强为p0=76cmHg,乙图中气体压强为p0+4cmHg=80cmHg.
(2)由玻意耳定律p1V1=p2V2,即p1l1S=p2l2S,即p1l1=p2l2(l1、l2为空气柱长度),所以玻璃管的横截面积可不用测量.
故答案为:(1)76;80;(2)正确
用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图所示.
(1)实验中应保持不变的参量是______;所研究的对象是______.
(2)下表表格中记录了实验中5组数据,由表中数据可得出的结论是:______.若要作出图线证明此结论,应作______图线.
(3)表中最后一组数据偏差较大,其可能原因是:______.
正确答案
解:(1)探究气体的压强和体积的关系,要保持温度一定;研究的气是体针筒封闭一定质量的气体;
(2)由表格数据可得:在误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,PV乘积为一定值,即压强与体积成正比,为了图象直观,应做
(3)根据理想气体状态方程
故答案为;(1)温度、注射器内气体
(2)误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,压强与体积成反比;
(3)实验时注射器的空气向外发生了泄漏
解析
解:(1)探究气体的压强和体积的关系,要保持温度一定;研究的气是体针筒封闭一定质量的气体;
(2)由表格数据可得:在误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,PV乘积为一定值,即压强与体积成正比,为了图象直观,应做
(3)根据理想气体状态方程
故答案为;(1)温度、注射器内气体
(2)误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,压强与体积成反比;
(3)实验时注射器的空气向外发生了泄漏

正确答案
解:由题意可知,气球受到的浮力:F=10Mg,
气球要升空,球内空气剩余质量为9M,
气体膨胀过程为等压过程,温度:T1=300K,
设升温前气体的体积为V1,升温膨胀后体积为V2,
由盖吕萨克定律得:




代入数据解得:T2=333.3K=60.3℃;
答:为使热气球升空,球内气体温度至少应该升高到60.3摄氏度.
解析
解:由题意可知,气球受到的浮力:F=10Mg,
气球要升空,球内空气剩余质量为9M,
气体膨胀过程为等压过程,温度:T1=300K,
设升温前气体的体积为V1,升温膨胀后体积为V2,
由盖吕萨克定律得:




代入数据解得:T2=333.3K=60.3℃;
答:为使热气球升空,球内气体温度至少应该升高到60.3摄氏度.



正确答案
解:根据玻意耳定律知,当温度不变时,一定质量的理想气体压强与体积成反比,故描绘“p-
根据克拉柏龙方程PV=nRT知,PV值不同,可能是各实验小组封闭气体的质量不同.
故答案为:通过压强与体积的倒数的图线是一条经过原点的直线,能够直观的看出P与V是否成反比;
两实验小组封闭气体的质量不同.
解析
解:根据玻意耳定律知,当温度不变时,一定质量的理想气体压强与体积成反比,故描绘“p-
根据克拉柏龙方程PV=nRT知,PV值不同,可能是各实验小组封闭气体的质量不同.
故答案为:通过压强与体积的倒数的图线是一条经过原点的直线,能够直观的看出P与V是否成反比;
两实验小组封闭气体的质量不同.

①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃?
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?
正确答案
解;①对于理想气体由图象可知:A→B等容变化,由查理定律得:
代入数据得:TB=100K…①
又:T=273+t…②
①②得:tB=-173℃
B→C等压变化,由盖吕萨克定律得:
代入数据得:TC=300K…③
②③联立得:tC=27℃
②由A→C过程,温度相等,故内能变化量△E=0
答:①该气体在状态B、C时的温度分别为-173℃,27℃
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量为零.
解析
解;①对于理想气体由图象可知:A→B等容变化,由查理定律得:
代入数据得:TB=100K…①
又:T=273+t…②
①②得:tB=-173℃
B→C等压变化,由盖吕萨克定律得:
代入数据得:TC=300K…③
②③联立得:tC=27℃
②由A→C过程,温度相等,故内能变化量△E=0
答:①该气体在状态B、C时的温度分别为-173℃,27℃
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量为零.
物理学家帕平发明了高压锅,高压锅与普通锅不同,锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧,加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈,所以锅盖与锅体之间不会漏气,在锅盖中间有一排气孔,上面再套上类似砝码的限压阀,将排气孔堵住.当加热高压锅,锅内气体压强增加到一定程度时,气体就把限压阀顶起来,这时蒸气就从排气孔向外排出.由于高压锅内的压强大,温度高,食物容易煮烂.若已知排气孔的直径为0.3cm,外界大气压为1.0×105 Pa,温度为20℃,要使高压锅内的温度达到120℃,则限压阀的质量应为多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:选锅内气体为研究对象,则有:
初状态:T1=293 K,p1=1.0×105 Pa
末状态:T2=393 K
由查理定律得:
则得:

对限压阀受力分析可得:
mg=p2S-p1S
可得:m=

答:限压阀的质量应为0.024 kg.
解析
解:选锅内气体为研究对象,则有:
初状态:T1=293 K,p1=1.0×105 Pa
末状态:T2=393 K
由查理定律得:
则得:

对限压阀受力分析可得:
mg=p2S-p1S
可得:m=

答:限压阀的质量应为0.024 kg.

正确答案
解:当外界环境的温度缓慢升高时,气缸内理想气体压强不变.根据盖-吕萨克定律
由题气缸内理想气体温度升高,内能增大,△U>0,气体膨胀,气体对外界做功,W<0,根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q>0,则气体吸热.
故本题答案是:增大,吸热
解析
解:当外界环境的温度缓慢升高时,气缸内理想气体压强不变.根据盖-吕萨克定律
由题气缸内理想气体温度升高,内能增大,△U>0,气体膨胀,气体对外界做功,W<0,根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q>0,则气体吸热.
故本题答案是:增大,吸热

(2)一导热性能良好,内壁光滑的气缸竖直放置,在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环,活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体.当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时,活塞与气缸底部之间的距离l0=30cm,不计活塞的质量和厚度.现对气缸加热,使活塞缓慢上升,求:
①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1.
②封闭气体温度升高到T2=540K时的压强p2.
正确答案
解:(1)溶液浓度为:
每一滴溶液中的纯油酸的体积为:
由d=
(2)解:①设气缸的横截面积为S,由盖-吕萨克定律有:
代入数据得:T1=360K
②由查理定律有:
代入数据得:
答:
(1)8×10-6;4×10-10
(2):①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度为360K
②封闭气体温度升高到T2=540K时的压强为1.5×105Pa
解析
解:(1)溶液浓度为:
每一滴溶液中的纯油酸的体积为:
由d=
(2)解:①设气缸的横截面积为S,由盖-吕萨克定律有:
代入数据得:T1=360K
②由查理定律有:
代入数据得:
答:
(1)8×10-6;4×10-10
(2):①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度为360K
②封闭气体温度升高到T2=540K时的压强为1.5×105Pa
扫码查看完整答案与解析













