- 气体等温变化的P-V图象
- 共285题
我国一些地区空气污染严重,出现了持续的雾霾天气,有人受桶装纯净水的启发,提出用桶装的净化压缩空气供气,设每人1min内呼吸16次,每次吸入1.0×105Pa的净化空气500mL,每个桶能装1.0×106Pa的净化空气20L,如果这些空气可以全部被使用,不考虑温度的变化,估算每人每天需要吸多少桶净化空气.
正确答案
解:每人每天吸入1.0×105Pa=1atm的净化空气的体积为:
V=(16×60×24)×500mL=1.152×106mL=1.152×103L
设每桶1.0×106Pa=10atm的净化空气转化为1atm的体积为V′,
由玻意耳定律可知:
PV=P′V′
解得:V′=10V=200L
故每人每天需要净化空气的桶数为:n==
桶=57.6桶=58桶
答:每人每天需要吸58桶净化空气.
解析
解:每人每天吸入1.0×105Pa=1atm的净化空气的体积为:
V=(16×60×24)×500mL=1.152×106mL=1.152×103L
设每桶1.0×106Pa=10atm的净化空气转化为1atm的体积为V′,
由玻意耳定律可知:
PV=P′V′
解得:V′=10V=200L
故每人每天需要净化空气的桶数为:n==
桶=57.6桶=58桶
答:每人每天需要吸58桶净化空气.
某小组在《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验中:
(1)(单选题)实验过程中,下列哪些操作是正确的______
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器
C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验
D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积,所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示:
①(单选题)为了更精确的测量也可以利用图象的方法,若要求出连接管的容积也可以画______图.
A.p-V B.V-p C.p-1/V D.V-1/p
②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的______.
A.斜率 B.纵坐标轴上的截距 C.横坐标轴上的截距 D.图线下的“面积”
正确答案
解:(1)A.推拉活塞时,动作不能快,以免气体温度变化,故A错误;
B.推拉活塞时,手不可以握住整个注射器,以免气体温度变化,故B错误;
C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,气体质量变化了,应该重新做实验,故C错误;
D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气,故D正确;
故选D;
(2)①设连接管的容积为V0,注射器的容积为V,根据玻意耳定律,有:
P(V+V0)=C
变形得到:V=;
故做V-图象;故选D;
②根据V-关系表达式V=
,V-
图象的纵轴截距表示连接管的容积为V0;故选B;
故答案为:(1)D;(2)①D,②B.
解析
解:(1)A.推拉活塞时,动作不能快,以免气体温度变化,故A错误;
B.推拉活塞时,手不可以握住整个注射器,以免气体温度变化,故B错误;
C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,气体质量变化了,应该重新做实验,故C错误;
D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气,故D正确;
故选D;
(2)①设连接管的容积为V0,注射器的容积为V,根据玻意耳定律,有:
P(V+V0)=C
变形得到:V=;
故做V-图象;故选D;
②根据V-关系表达式V=
,V-
图象的纵轴截距表示连接管的容积为V0;故选B;
故答案为:(1)D;(2)①D,②B.
如图所示,在一辆静止的小车上,竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管,U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l,管内装有水银,两管内水银面距管口均为
.现将U形管的左端封闭,并让小车水平向右做匀加速直线运动,运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为
.已知重力加速度为g,水银的密度为ρ,大气压强为p0=ρgl,环境温度保持不变,求:
(ⅰ)左管中封闭气体的压强p;
(ⅱ)小车的加速度a.
正确答案
解:(ⅰ)以左管中封闭的气体为研究对象,设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律得:
p0()S=p(
-
)S
解得:p=;
(ⅱ)以水平管内长为l的水银为研究对象,由牛顿第二定律得:
(pS+ρglS)-(p0S+ρg
lS)=ρlSa
解得:a=g
答:
(i)左管中封闭气体的压强p为;
(ⅱ)小车的加速度a为g.
解析
解:(ⅰ)以左管中封闭的气体为研究对象,设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律得:
p0()S=p(
-
)S
解得:p=;
(ⅱ)以水平管内长为l的水银为研究对象,由牛顿第二定律得:
(pS+ρglS)-(p0S+ρg
lS)=ρlSa
解得:a=g
答:
(i)左管中封闭气体的压强p为;
(ⅱ)小车的加速度a为g.
如图所示,质量不计的光滑活塞被销钉固定,使一定量气体被封闭在容器的上部,容器下部与大气连通,容器上部连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计,容器下部足够高).此时容器上部封闭气体的体积为V,室温为T1=300K,U形管两边水银柱高度差为24cm(外界大气压等于76cmHg).问:
(1)此时容器上部的气体压强为多少?
(2)将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm,那么这时封闭气体的温度T2为多少K?
(3)保持气体的温度T2不变的条件下拔掉销钉,活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差和容器上部气体的体积各为多少?
正确答案
解:(1)U形管两边水银柱高度差为24cm,外界大气压等于76cmHg.
根据平衡知识得:
容器上部的气体压强P=P0+h=100cmHg
(2)加热过程,封闭气体的体积不变,运用查理定律:
=
P1=100 cmHg,T1=300K,
加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm,这时封闭气体的压强 P2=114 cmHg
可得:T2=342K
(3)拔掉销钉,活塞运动过程温度不变,运用玻意耳定律:
P2V2=P3V3
P2=114 cmHg,V2=V,
活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差为零,P3=P0
V3=1.5V
答:(1)此时容器上部的气体压强为100cmHg
(2)将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm,那么这时封闭气体的温度T2为342K
(3)活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差为零,容器上部气体的体积为1.5V.
解析
解:(1)U形管两边水银柱高度差为24cm,外界大气压等于76cmHg.
根据平衡知识得:
容器上部的气体压强P=P0+h=100cmHg
(2)加热过程,封闭气体的体积不变,运用查理定律:
=
P1=100 cmHg,T1=300K,
加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm,这时封闭气体的压强 P2=114 cmHg
可得:T2=342K
(3)拔掉销钉,活塞运动过程温度不变,运用玻意耳定律:
P2V2=P3V3
P2=114 cmHg,V2=V,
活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差为零,P3=P0
V3=1.5V
答:(1)此时容器上部的气体压强为100cmHg
(2)将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银柱高度差变为38cm,那么这时封闭气体的温度T2为342K
(3)活塞稳定时U形管内两边水银面的高度差为零,容器上部气体的体积为1.5V.
如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l=20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高.先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm(环境温度不变,大气压强p0=75cmHg).
求:稳定后低压舱内的压强是多少cmHg?
正确答案
解:设U型管的横截面积为S,则左端被封闭的气体初状态:
P1=P0,V1=l1S
末状态为:
P2,V2=(l1+)S
有理想气体的等温变化得:
P1V1=P2V2
代入数据得:
P2=60cmHg
则低压仓的压强:
P=P2-h=60-10=50cmHg
答:稳定后低压舱内的压强是50cmHg.
解析
解:设U型管的横截面积为S,则左端被封闭的气体初状态:
P1=P0,V1=l1S
末状态为:
P2,V2=(l1+)S
有理想气体的等温变化得:
P1V1=P2V2
代入数据得:
P2=60cmHg
则低压仓的压强:
P=P2-h=60-10=50cmHg
答:稳定后低压舱内的压强是50cmHg.
扫码查看完整答案与解析