- 气体等温变化的P-V图象
- 共285题
在做“验证玻意耳定律”的实验过程中,验证PV=常数时,甲乙两组同学根据测得的数据算出来的常数不同,其主要原因是______.实验中,除其它器材外,还备有截面积为2cm2的注射器a,截面积4cm2的注射器b;量程为10N的弹簧秤c,量程为100N的弹簧秤d.若实验中不管采用哪种注射器,封闭的气体质量一定,为了减小实验误差,实验中注射器应选用______,弹簧秤应选用______.
正确答案
解:对于气体的等温变化,即验证PV=常数,在温度相同的情况下,其中的常数还与封闭的气体的质量有关的,质量不同计算出的常数也就不同.
当封闭的气体质量一定时,为了减小误差,可以选择截面积小的注射器,此时气体的长度较大,可以减小读数时的误差,实验中需要的拉力不会很大,选用量程为10N的弹簧秤,同样也可以减小读数时的误差.
故答案为:注射器内封闭的空气质量不同,a、c
解析
解:对于气体的等温变化,即验证PV=常数,在温度相同的情况下,其中的常数还与封闭的气体的质量有关的,质量不同计算出的常数也就不同.
当封闭的气体质量一定时,为了减小误差,可以选择截面积小的注射器,此时气体的长度较大,可以减小读数时的误差,实验中需要的拉力不会很大,选用量程为10N的弹簧秤,同样也可以减小读数时的误差.
故答案为:注射器内封闭的空气质量不同,a、c
大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响.
Ⅰ.现用“验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强p0.注射器针筒已被固定在竖直方向上,针筒上所标刻度是注射器的容积,最大刻度Vm=10ml.注射器活塞已装上钩码框架,如图所示.此外,还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油.
(1)下面是实验步骤,试填写所缺的②和⑤.
①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L.
②______.
③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入外筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油.
④将活塞插到适当的位置.
⑤______.
⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码的质量m1.在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1.在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变.
⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2.
(2)求出计算大气压强p0的公式.(用已给的和测得的物理量表示)
正确答案
解:(1)实验步骤:
①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L.
②称出活塞和钩码框架的总质量M.
③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入外筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油.
④将活塞插到适当的位置.
⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住.
⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码的质量m1.在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1.在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变.
⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2.
(2)活塞的根截面积为:S= ①
由力学平衡条件得:
p1=p0+g ②
p2=p0+g ③
由玻意耳定律得:
p1V1=p2V2 ④
联立解得大气压强:
p0=(
);
故答案为:(1)称出活塞和钩码框架的总质量M;将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住;(2)p0=(
).
解析
解:(1)实验步骤:
①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L.
②称出活塞和钩码框架的总质量M.
③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上,将活塞插入外筒中,上下拉动活塞,使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油.
④将活塞插到适当的位置.
⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住.
⑥在钩码框架两侧挂上钩码,记下挂上的钩码的质量m1.在达到平衡后,记下注射器中空气柱的体积V1.在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变.
⑦增加钩码的个数,使钩码的质量增大为m2,达到平衡后,记下空气柱的体积V2.
(2)活塞的根截面积为:S= ①
由力学平衡条件得:
p1=p0+g ②
p2=p0+g ③
由玻意耳定律得:
p1V1=p2V2 ④
联立解得大气压强:
p0=(
);
故答案为:(1)称出活塞和钩码框架的总质量M;将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住;(2)p0=(
).
(2013春•重庆校级期中)在“探究气体等温变化的规律”实验中,封闭的空气如图甲所示,U型玻璃管粗细均匀,右端开口,己知外界大气压为76cm汞柱高,通过向U型玻璃管开口端缓慢注入水银可以改变气体的状态.
(1)实验中如乙图情形气体压强为______cmHg
(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量,这一观点______(选填“正确”或“错误”).
(3)数据测量多组对应的体积和压强后在用图象法处理数据时,某同学以压强P为纵坐标,以体积V或空气柱长度)为横坐标来作图,你认为他这样处理数据能否方便地看出P与V间的关系______(选填“能”或“不能”),若不能,请写出你认为更合理的作图方式______.
正确答案
解:(1)由连通器原理可知,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.
(3)以p为纵坐标,以V为横坐标,作出p-V图是一条曲线,但曲线未必表示反比关系,所以应再作出p-图,看是否是过原点的直线,才能最终确定p与V是否成反比.
故答案为:
(1)80;
(2)正确;
(3)不能,作出p-图.
解析
解:(1)由连通器原理可知,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.
(3)以p为纵坐标,以V为横坐标,作出p-V图是一条曲线,但曲线未必表示反比关系,所以应再作出p-图,看是否是过原点的直线,才能最终确定p与V是否成反比.
故答案为:
(1)80;
(2)正确;
(3)不能,作出p-图.
某同学在做“验证温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,实验过程为:缓慢推动注射器活塞,记录下了一组气体体积值,并同时由连接计算机的压强传感器测得对应体积的压强值,将数据输入计算机处理后,得到了V-1/p关系图线.第一次实验得到图线a,如图所示.该同学检查了装置以后,没有找到误差原因,于是又重新进行了第二次和第三次实验,结果分别得到图线b和图线c.(设实验过程中,环境温度没有变化)
(1)根据图线a和b分析,第一次实验和第二次实验得到的图线不同,其可能的原因是______
(A)两次实验记录的数据不同,
(B)两次实验封闭的气体质量不同,
(C)两次实验注射器活塞与筒壁间的摩擦力不同,
(D)两次实验时外界大气压不同.
(2)图线c出现了一小段曲线,产生这一现象的可能原因是:______.
(3)根据图线a、b、c,试分析造成三次实验图线都不过原点且交于纵坐标上同一点的可能原因是:______.
正确答案
解:(1)根据理想气体状态方程,图象是直线,符合玻意耳定律,两条图象不重合,可能是温度不同,也可能是气体质量不同(即常数C不同);
而题目明确实验过程中,环境温度没有变化,故ACD错误,B正确;
(2)通过图象分析发现斜率k在增加,即PV的乘积在增加,根据理想气体状态方程公式,由于PV增加,故可能是T增加,也可能是C增加,即气体质量增加;
而题目明确实验过程中,环境温度没有变化,故一定是气体质量增加了;
(3)当=0时,气体被压缩至体积为零,但不通过坐标原点,说明有杂质;
故答案为:(1)B,(2)漏进气体或温度升高,(3)注射器内含有杂质.
解析
解:(1)根据理想气体状态方程,图象是直线,符合玻意耳定律,两条图象不重合,可能是温度不同,也可能是气体质量不同(即常数C不同);
而题目明确实验过程中,环境温度没有变化,故ACD错误,B正确;
(2)通过图象分析发现斜率k在增加,即PV的乘积在增加,根据理想气体状态方程公式,由于PV增加,故可能是T增加,也可能是C增加,即气体质量增加;
而题目明确实验过程中,环境温度没有变化,故一定是气体质量增加了;
(3)当=0时,气体被压缩至体积为零,但不通过坐标原点,说明有杂质;
故答案为:(1)B,(2)漏进气体或温度升高,(3)注射器内含有杂质.
(1)下列说法正确的是______.
A.已知一个水分子的质量和水的摩尔质量,可以计算出阿伏伽德罗常数
B.做功与热传递的本质不同在于做功导致能量转化,热传递导致内能转移
C.机械能可能全部转化为内能,内能也可以全部用来做功以转化成机械能
D.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体
E.尽管技术不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到一293℃
(2)如图所示,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm,先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银
面比中管内水银面高2cm,求:
①稳定后右管内的气体压强p;
②左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p0=76cm Hg)
正确答案
解:(1)A、水的摩尔质量与一个水分子质量的比值等于阿伏伽德罗常数,故A正确.
B、做功与热传递都能发亮物体的内能,但两者的本质不同:做功导致能量转化,热传递导致内能转移.故B正确.
C、根据热力学第二定律可知,机械能可能全部转化为内能,在没有外界影响时,内能不能全部用来做功以转化成机械能.故C错误.
D、凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量能自发从高温物体传递给低温物体,不能自发从低温物体传递给高温物体.故D错误.
E、根据热力学第三定律知,制冷机不可能使温度降到一273℃.故E错误.
故选AB
(2)①插入水银槽后,对右管内气体:
由玻意耳定律得:p0l0S=p(l0-)S
解得p=78cmHg
②插入水银槽后左管气体的压强为 p′=p+△h=(78+2)cmHg=80cmHg
左管内外水银面的高度差为 h1=80cm-76cm=4cm
对中、左管内气体,则有p0l=p′l′
得l′==
则左管插入水银槽的深度为h=l+-l′+h1=(40+1-38+4)cm=7cm
故答案为:
(1)AB;
(2)①稳定后右管内的气体压强p是78cmHg;
②左管A端插入水银槽的深度h是7cm.
解析
解:(1)A、水的摩尔质量与一个水分子质量的比值等于阿伏伽德罗常数,故A正确.
B、做功与热传递都能发亮物体的内能,但两者的本质不同:做功导致能量转化,热传递导致内能转移.故B正确.
C、根据热力学第二定律可知,机械能可能全部转化为内能,在没有外界影响时,内能不能全部用来做功以转化成机械能.故C错误.
D、凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量能自发从高温物体传递给低温物体,不能自发从低温物体传递给高温物体.故D错误.
E、根据热力学第三定律知,制冷机不可能使温度降到一273℃.故E错误.
故选AB
(2)①插入水银槽后,对右管内气体:
由玻意耳定律得:p0l0S=p(l0-)S
解得p=78cmHg
②插入水银槽后左管气体的压强为 p′=p+△h=(78+2)cmHg=80cmHg
左管内外水银面的高度差为 h1=80cm-76cm=4cm
对中、左管内气体,则有p0l=p′l′
得l′==
则左管插入水银槽的深度为h=l+-l′+h1=(40+1-38+4)cm=7cm
故答案为:
(1)AB;
(2)①稳定后右管内的气体压强p是78cmHg;
②左管A端插入水银槽的深度h是7cm.
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