- 理想气体的状态方程
- 共891题
如图所示,一定质量的理想气体被活塞密封在一容器中,活塞与容器壁间无摩擦,外界大气压强保持不变。当气体的温度升高时,气体体积 (选填“增大”、“减小”或“不变”),从微观角度看,产生这种现象的原因是 。
正确答案
增大 温度升高时,分子平均动能增大,只有气体的体积同时增大使分子的密集程度减小,才能保持压强不变。
试题分析:增大 由, 一定质量的气体压强大小跟气体分子的平均动能、单位体积内分子数的乘积成正比。由于气体压强大小一定,当气体温度升高时,气体分子的平均动能增大,从而引起单位体积内分子数减小、气体的体积增大。
(15分)
(1)(6分)下列说法中正确的是_________(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分,每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A. 一定质量的理想气体从外界吸收热量,内能不一定增大
B. 满足能量守恒定律的宏观过程并不都可以自发地进行
C. 如果气体分子总数不变而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,那么压强
必然增大
D. 某气体的摩尔体积为V,每个气体分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数
E. 温度相同分子质量不同的两种气体,它们分子的平均动能一定相同
(2)(9分)如图所示,A、B两个气缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计,细管中有一绝热活塞,现将B气缸中的气体升温到127℃,若要使细管中的活塞仍停在原位置,则A中左边活塞应向右推多少距离?(不计摩擦,A气缸中的气体温度保持不变,A气缸截面积为50 cm2)
正确答案
(1)ABE;(2)50cm
试题分析:(1)ABE
(2)对B:由 (3分)
对A:由 (3分)
且:,解得:
(1分)
所以 (1分)
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A处,缸内气体的压强为1.1p0(p0为大气压强且保持不变),温度为399.3K,现缓慢让汽缸内气体降温,直至297K。求:
(1)活塞刚离开A处时的温度TA;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在右图中画出整个过程的p-V图线。
正确答案
(1) (2)
(3)
试题分析:等容过程中活塞离开A时的温度为TA
(1)
(2)等压过程中活塞到达B处时的温度为TB
等容降温过程
(3)如图
点评:本题关键在于分析气体发生何种状态变化,考查分析判断的能力.审题时,要充分挖掘隐含的条件.这是高考命题立意的热点.
(12分)如图,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封.整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求:
(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
(2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强.
正确答案
(1)(2)
(12分)
(1)由玻意耳定律得:,
式中V是抽成真空后活塞下方气体体积V=3V1 (4分)
由盖·吕萨克定律得:
解得: (4分)
(2)由查理定律得:
解得:(4分)
本题考查的是理想气体状态方程的问题。主要是对玻意耳定律、盖·吕萨克定律和查理定律的应用。
如图,一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B,此过程中气体吸收的热量Q=6.0×102J,求:
①该气体在状态A时的压强;
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量。
正确答案
① (2分) ②ΔU=W+Q=6×102J
试题分析:① 由得
(2分)
② W="0" ,ΔU=W+Q=6×102J
点评:做本题的关键是能从图中挖掘出有用的信息,结合方程分析解题
如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0 =" 0.6" m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。此时用于压A的力F =" 500" N。求活塞A下移的距离。
正确答案
根据用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡,此过程为等温变化,,
p1=p0 = 1×105 Pa,, V1=sl0=0.010.6m3,p2=p0+
=1×105 +
,V2=sl2=0.01
l2,
联立以上各式,代入数据得l2=0.4m,因气体体积减小A下移的距离为
同时活塞B对弹簧的压力增大500N,弹簧下移的距离,最后活塞A下移的距
离为。
若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是_____________(填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能_____________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
正确答案
C,增加
如图所示,A、B气缸的长度均为60cm,截面积均为40cm2,C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门.整个装置均由导热材料制成.原来阀门关闭,A内有压强PA=2.4×105Pa的氧气.B内有压强PB=1.2×105Pa的氢气.阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡.求:
Ⅰ.活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强;
Ⅱ.活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热(简要说明理由).(假定氧气和氢气均视为理想气体,连接气缸的管道体积可忽略)
正确答案
Ⅰ、由玻意耳定律得:
对A部分气体有:pALS=p(L+x)S,
对B部分气体有:pBLS=p(L-x)S,
代入相关数据解得:x=20cm,p=1.8×105Pa;
Ⅱ、活塞C向右移动的过程中活塞对B中气体做功,
而气体发生等温变化,内能不变,故B中气体向外界放热.
答:Ⅰ、活塞C移动的距离为20cm,平衡后B中气体的压强1.8×105Pa;
Ⅱ、活塞C移动过程中B中气体放热.
如图所示,一定质量的理想气体,处在A状态时,温度为tA=27°C,气体从状态A等容变化到状态M,再等压变化到状态B,A、M、B的状态参量如图所示。求:①状态B的温度;②从A到B气体对外所做的功。(取1atm=1.0´105Pa)
正确答案
①-33OC;②
试题分析:①设A状态和状态B的温度、体积、压强分别为T1、、V1、P1,T2、、V2、P2,由已知可得T1、=300K V1=3m3 P1=2.5atm T2="?" V2=6m3 P2="1atm" ,从A到B由理想气体状态方程,
,得
②从A到M是等容变化,不做功;从M到B是等压变化,做的功为, ,
所以从A到B气体对外做的功为
如图所示,内径均匀的直角细玻璃管ABC两端开口,AB段竖直,BC段水平,AB=100cm,BC=40cm,在水平段BC内有一长10cm的水银柱,其左端距B点10cm,环境温度为330 K时,保持BC段水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端在水银面下10cm。已知大气压为75cmHg且保持不变,若环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出。
正确答案
390K
试题分析:
A端插入水银槽后,液柱向右移动10cm
初状态:T1=330k,V2=110S
末状态:V2=130S
等压变化:由得:T2=
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