- 气体等压变化的V-T图象
- 共315题
如图所示,导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上,用横截面积为S=1.0×10-2m2的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞杆的另一端固定在墙上.外界大气压强P0=1.0×l05Pa.当环境温度为27°C时,密闭气体的体积为2.0×10-3 m3.
①当环境温度缓慢升高到87℃时,汽缸移动的距离是多少?
②在上述过程中封闭气体______(填“吸热”或“放热”),传递的热量______(填“大 于”或“小于”)气体对外界所做的功.
正确答案
解析
解:①封闭气体作等压变化,由盖•吕萨克定律得:
=
则得:V2=V1=
×2×10-3m3=2.4×10-3m3
所以汽缸移动的距离是:△l==
m=4×10-2m
②一定质量的理想气体的内能由温度决定,温度升高,气体内能增加,△U>0.气体的体积增大,气体对外做功,W<0,由热力学第一定律△U=W+Q得:Q>0,即气体从外界吸热.
由热力学第一定律△U=W+Q可得:Q>-W,即传递的热量大于气体对外界所做的功;
答:①当环境温度缓慢升高到87℃时,汽缸移动的距离是4×10-2m.
②吸热,大于.
如图是压力保温瓶结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体.假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体( )
正确答案
解析
解:A、当向下压活塞a时,压力对气体做功,气体与外界又没有热交换,由热力学第一定律得内能增大,故A正确
B、向下压a的过程中,体积减小,故B错误
C、一定质量的气体,内能增大,温度升高,体积减小,根据气体方程得压强增大,故C正确,D错误.
故选:AC.
上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为0.2米2的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0.6米;将气体加热到330K时,活塞上升了0.05米,不计摩擦力及固体体积的变化.求物体A的体积.
正确答案
解析
解:设A的体积为V,T1=300K,T2=330K,S=0.2m2,h=0.6m
h2=0.6m+0.05m=0.65m ①
气体发生等压变化,根据盖-吕萨克定律=
②
(h1S-V)T2=(h2S-V)T1
故V==0.02m3.
答:A的体积为0.02m3.
某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.已知:该装置密封气体的体积为560cm3,玻璃管内部横截面积为0.5cm2,瓶口外的有效长度为48cm.当气温为7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置.
(1)求该气温计能测量的最高气温.
(2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收3.2J热量,问在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为1×105Pa)
正确答案
解析
解:(1)当水银柱到达管口时,所测气温最高,设为T2,此时气体体积为V2,
初状态:T1=(273+7)K=280K; V1=560cm3,末状态V2=(560+48×0.5)cm3=584cm3,
气体发生等压变化,由概率萨克定律得:=
,即:
=
,
解得:T2=292K;
(2)水银柱移动过程中,外界对气体做功W=-P0SL=-1×105×0.5×10-4×48×10-2J=-2.4J,
由热力学第一定律知内能变化为:△U=W+Q=-2.4J+3.2J=0.8J,气体内能增加;
答:(1)该气温计能测量的最高气温是292K;
(2)气体内能增加,增加了0.8J.
如图所示,用弹簧竖直悬挂一气缸,使气缸悬空静止.已知活塞与气缸间无摩擦,缸壁导热性能良好.环境温度为T,活塞与筒底间的距离为h,当温度升高△T时,活塞尚未到达气缸顶部,求:
①活塞与筒底间的距离的变化量;
②此过程中气体对外界______(填“做正功”、“做负功或“不做功”),气体的内能______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解析
解:①由题,气缸悬空静止,温度升高过程,封闭气体发生等压变化.
初态:V1=hS,T1=T
末态:V2=(h+△h)S,T2=T+△T
根据盖•吕萨克定律得
解得,△h=
②由于气体的体积增大,则此过程中气体对外界做正功.气体的温度升高,根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关可知,气体的内能增大.
答:①活塞与筒底间的距离的变化量是;②做正功,增大.
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