- 气体等压变化的V-T图象
- 共315题
如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K.求:
(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 解得:T2=330 K
(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.
如图所示,薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上,用横截面积为S=1.0×10-2m2的薄活塞封闭一定质量的理想气体,活塞另一端固定在墙上.外界大气压强P0=1.0×105Pa.当环境温度为27℃时,密闭气体的体积为2.0×10-3m3.
(1)当环境温度为87℃时,气缸自由移动了多少距离?
(2)如果环境温度保持在87℃,对气缸施加水平作用力,使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值,这时气缸受到的水平作用力多大?
(3)若气缸容积为V=4.2×10-3m3,要在环境温度为27℃时,用水平向左的力F=500N缓慢拉动气缸,则能否将气缸拉离活塞?
正确答案
解析
解:(1)气体等压变化
解得
气缸移动的距离为:
(2)从开始状态到最后状态,气体等容变化
解得:
活塞受力平衡,有P3S=P0S+F
故F=(P3-P0 )S=2×104×10-2N=200N
(3)对气缸,
假设没拉出,根据玻意耳定律,有P1V1=P2V2
解得
∵V4<V,
∴不能拉离活塞.
一定质量的理想气体,温度为100℃时压强为P,保持体积不变,使其温度从100℃升高到200℃,则其压强变为.(填选项前的字母)( )
正确答案
解析
解:由题意知,T1=273+100=373K,T2=273+200=473k,
气体发生等容变化,由查理定律可得:
=
,即:
=
,P2=
P;
故选B.
在“研究气体压强p与体积V的变化关系”的实验中,某实验小组的同学首先作出猜想:“压强p与体积V成反比”,根据实验数据作出“p-V”图线,稍作思考后又作出“p-
”图线,从而得出了实验结论.这里转换函数关系作图的原因是______.有人将两个小组的实验数据描绘在同“p-
”坐标系中,得到了如图所示的两条图线a和b.你认为在同一实验室里得到实验图线不同的原因是______.
正确答案
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-”图象更直观看出P与V关系;
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.
下列各图中,能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图象是( )
正确答案
解析
解:
A、由图知:=k不变,根据气体状态方程
=c,则知p不变,所以气体作等压变化.故A正确.
B、由图知:=k不变,而T=t+273K,根据气体状态方程
=c,得p=
=
=
+
,V是变化的,所以p也是变化,因此气体作的不是等压变化.故B错误.
C、由图看出气体的压强不变,作等压变化,故C正确.
D、根据数学知识可知:图线的斜率k=不变,对照上题结果:p=
=
=
不变,所以气体作等压变化.故D正确.
故选:ACD
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