- 气体等温变化的P-V图象
- 共285题
模块3-3试题
(1)下列说法正确的是______.
A.温度升高,所有分子的动能都增大
B.在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加
C.布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D.水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
(2)一导热良好的圆柱形汽缸置于水平地面上,用一光滑的质量为M的活塞密封一定质量的理想气体,活塞面积为S.开始时汽缸开口向上(如图甲),已知外界大气压强p0,被封气体的体积V0.
①求被封气体的压强p1;
②现将汽缸平放(如图乙),待系统重新稳定后,活塞相对缸底移动的距离是多少?
正确答案
解:(1)A、温度是分子平均动能变化的标志,温度升高,分子平均动能增大,个别分子动能可能减小或不变,故A错误.
B、改变物体内能的两种方式是热传递和做功.在绝热条件下压缩气体,对气体做正功,气体的内能一定增加,故B正确.
C、布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动.故C错误.
D、水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系,故D正确.
故选BD.
(2)①对活塞受力分析 Mg+p0S=p1S
得:
②气缸平放后,对活塞受力分析 p2S=p0S即 p2=p0
对封闭气体运用玻马定律p1V0=p2V
所以
答:(1)BD
(2)①被封气体的压强是;
②活塞相对缸底移动的距离是.
解析
解:(1)A、温度是分子平均动能变化的标志,温度升高,分子平均动能增大,个别分子动能可能减小或不变,故A错误.
B、改变物体内能的两种方式是热传递和做功.在绝热条件下压缩气体,对气体做正功,气体的内能一定增加,故B正确.
C、布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的运动.故C错误.
D、水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系,故D正确.
故选BD.
(2)①对活塞受力分析 Mg+p0S=p1S
得:
②气缸平放后,对活塞受力分析 p2S=p0S即 p2=p0
对封闭气体运用玻马定律p1V0=p2V
所以
答:(1)BD
(2)①被封气体的压强是;
②活塞相对缸底移动的距离是.
如图所示,为“用DIS研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”的实验仪器.实验研究的对象是______,在推拉活塞是,动作要慢且手不能握住针筒,目的是______.
正确答案
解:探究气体的压强和体积的关系,要保持温度一定;研究的气是体针筒封闭一定质量的气体;
故答案为:注射器内密闭的气体,保证气体温度不变.
解析
解:探究气体的压强和体积的关系,要保持温度一定;研究的气是体针筒封闭一定质量的气体;
故答案为:注射器内密闭的气体,保证气体温度不变.
如图所示,一质量M=1kg、横截面积S=2cm2的活塞,将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内,活塞与气缸底部距离H=30cm.现在活塞上表面放置一重物,待整个系统稳定后,测得活塞与气缸底部距离h=20cm.已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa,不计活塞与气缸之间的摩擦,g=10m/s2.求:
①活塞上的重物质量;
②整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小.
正确答案
解:①气体初始状态时:
气体末状态时:
由等温变化规律可知:P1HS=P2hS
解得:m=1.5kg
②外界对气体做功:W=[]S(H-h)
由热力学第一定律可知:△U=W+Q
解得:Q=-4.5J
则:整个过程中封闭气体放出的热量为4.5J.
答:①活塞上的重物质量为1.5kg;②整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小为4.5J.
解析
解:①气体初始状态时:
气体末状态时:
由等温变化规律可知:P1HS=P2hS
解得:m=1.5kg
②外界对气体做功:W=[]S(H-h)
由热力学第一定律可知:△U=W+Q
解得:Q=-4.5J
则:整个过程中封闭气体放出的热量为4.5J.
答:①活塞上的重物质量为1.5kg;②整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小为4.5J.
(1)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动.他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,如图所示,下列判断正确的是______
A.图中的折线就是粉笔末的运动轨迹
B.图中的就是水分子的运动轨迹
C.从整体上看粉笔末的运动是无规则的
D.图中折线表明水分子在短时间内运动是有规则的
(2)夏天的阳光烤暖了大地,使地面附近的空气变热,形成暖气团升往高空而逐渐膨胀.由于暖气团体积非常大,可不计和外界大气的热交换,则暖气团在上升过程中对外界气体______(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”),暖气团内部的温度______(选填“升高”、“降低”或“不变”).
(3)为庆祝教师节,某学校购买了一只20L的氢气瓶给氢气球充气.氢气瓶内氢气的初始压强为3atm,每只氢气球的容积为2L,充气后氢气球内气体的压强为1.2atm,若不计充气过程中氢气温度的变化,则该氢气瓶一共能充多少只氢气球?
正确答案
解:(1)图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线,即不是固体颗粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹.故A,B错误;图中的折线没有规则,说明粉笔末的运动是无规则的,分子的运动是无规则的,故C正确,D错误
(2)气体膨胀,对外做正功,内能减小,分子的平均动能减小,故温度降低.
(3)因温度不变为等温变化,初态:P1=3atm V1=20L
末态:P2=1.2atm V2=(20+2n)L
由玻意耳定律:P1V1=P2V2 求得:n=15
故答案为:(1)C (2)做正功,降低 (3)15只
解析
解:(1)图中的折线是粉笔末在不同时刻的位置的连线,即不是固体颗粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹.故A,B错误;图中的折线没有规则,说明粉笔末的运动是无规则的,分子的运动是无规则的,故C正确,D错误
(2)气体膨胀,对外做正功,内能减小,分子的平均动能减小,故温度降低.
(3)因温度不变为等温变化,初态:P1=3atm V1=20L
末态:P2=1.2atm V2=(20+2n)L
由玻意耳定律:P1V1=P2V2 求得:n=15
故答案为:(1)C (2)做正功,降低 (3)15只
如图所示,一竖直放置的绝热气缸,内壁竖直,顶部水平,并且顶部安装有体积可以忽略的电热丝,在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体,气体的温度为T0,绝热活塞的质量为m,横截面积为S0.若通过电热丝缓慢加热,使得绝热活塞由与气缸底部相距h的位置下滑至2h的位置,此过程中电热丝放出的热量为Q,已知外界大气压强为p0,重力加速度为g,并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用,求:
(1)在活塞下滑过程中,缸内气体温度的增加量△T;
(2)在活塞下滑过程中,缸内气体内能的增加量△U.
正确答案
解:(1)首先缓慢加热气体时气体做等压变化,
初状态:V1=hs0 T1=T0;
末状态:V2=2hs0 T2=?
根据盖吕萨克定律:
解得:T2=2T0
△T=T2-T1=T0
(2)以活塞为研究对象受力分析,根据平衡条件:
PS+mg=P0S
得:P=P0-
气体对外做功W=P△V=(P0-)×hs
根据热力学第一定律:△U=Q-W=Q-P0hs+mgh.
答:(1)在活塞下滑过程中,缸内气体温度的增加量△T为T0;
(2)加热过程中缸内气体内能的增加量Q-P0hs+mgh.
解析
解:(1)首先缓慢加热气体时气体做等压变化,
初状态:V1=hs0 T1=T0;
末状态:V2=2hs0 T2=?
根据盖吕萨克定律:
解得:T2=2T0
△T=T2-T1=T0
(2)以活塞为研究对象受力分析,根据平衡条件:
PS+mg=P0S
得:P=P0-
气体对外做功W=P△V=(P0-)×hs
根据热力学第一定律:△U=Q-W=Q-P0hs+mgh.
答:(1)在活塞下滑过程中,缸内气体温度的增加量△T为T0;
(2)加热过程中缸内气体内能的增加量Q-P0hs+mgh.
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