- 气体等压变化的V-T图象
- 共315题
如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,周围温度不变,开始时封闭的空气柱长度为3cm,此时气压表显示容器内压强为p1=1.0×105Pa,现在将活塞缓慢向下推动,直到封闭空气柱长度变为2cm.g=10m/s2.问:
(1)最终气压表的示数是多少?
(2)若快速压缩气体过程中,气体内能增加1.5J,气体放出的热量为1.4J,那么活塞对气体做功是多少?
正确答案
解析
解:(1)理想气体温度不变,做的是等温变化,根据玻意耳定律:
p1V1=p2V2
活塞移动后气压表的示数为:
p2==
=1.5×105Pa;
(2)气体内能增加△E=1.5J,气体放出的热量为Q=-1.4J,
根据热力学第一定律知,△E=W+Q.
得:W=△E-Q=1.5J-(-1.4J)=2.9J.
答:(1)气压表的示数是1.0×105Pa;
(2)活塞对气体做功是2.9J.
“用DIS研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验.
(1)实验中不能用手握住注射器的气体部分,这是为了______.
(2)(多选)实验中获得了多组(pV)值,然后以V为纵坐标,为横坐标,画出了V-
图线是近似一条直线,将之延长,其延长线不通过坐标原点,而交于横轴上,如图所示,则不可能的原因是______
(A)注射器漏气
(B)各组(V,)取值范围太小
(C)实验时用手握住注射器而未能保持温度不变
(D)注射器和压强传感器的连接部分的管中的气体体积未计入气体体积.
正确答案
解析
解:(1)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;
(2)根据理想气体状态方程知PV=CT,常数C由气体的质量决定,根据温度不变的情况下,出现乘积变大,则可能是气体的质量增加,即注射器和压强传感器的连接部分的管中的气体体积未计入气体体积.不可能的原因为ABC.
故答案为:(1)保持气体温度不变 (2)ABC.
如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,活塞的横截面积为S.初始时,气体的温度为T0,活塞的下表面与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时活塞上升了h,已知大气压强为P0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸的摩擦.求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量.(题中各物理量单位均为国际单位制单位)
正确答案
解析
解:汽缸内封闭气体做等压变化,由盖-吕萨克定律得:
=
解得此时气体的温度为 T1=2T0;
气体在等压变化过程中,活塞受力如图所示.
由平衡条件得 pS=p0S+mg
气体对活塞做的功为 W=pSh=(p0S+mg)h
由热力学第一定律得△U=Q-W
所以可得气体内能的增加量为△U=Q-(p0S+mg)h.
答:此时气体的温度为2T0,加热过程中气体内能的增加量为Q-(p0S+mg)h.
如图所示,静止的气缸内封闭了一定质量的气体,水平轻杆一端固定在墙壁上,另一端与气缸内的活塞相连.已知大气压强为1.0×105Pa,气缸的质量为50kg,活塞质量不计,其横截面积为0.01m2,气缸与地面间的最大静摩擦力为气缸重力的0.4倍,活塞与气缸之间的摩擦可忽略.开始时被封闭的气体压强为1.0×105Pa、温度为27℃,试求:缓慢升高气体温度,气缸恰好开始向左运动时气体的压强P和温度t.
正确答案
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+=1.2×105Pa
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.
如图,活塞可上下无摩擦地滑动,外界大气压不变,容器内气体温度为27℃,温度缓慢升到127℃,则容器内气体体积变为原来的______倍.
正确答案
解析
解:封闭气体气压不变,温度变化,初始温度为:T1=27+273=300K;
末状态温度为:T2=127+273=400K;
根据查理定律,有:,故
;
故答案为:.
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