- 气体等温变化的P-V图象
- 共285题
如图所示,烧瓶内有少量水,上部密封有l atm的空气2L;打气筒每次可将1atm、0.5L的空气推入烧瓶中.某小组为探究2.5atm下水的沸点,需向烧瓶中打气,不计温度的变化及连结导管的容积.
①为满足实验需要,求打气的次数;
②打气过程可以看成是等温压缩,此过程中封闭气体是放热还是吸热?简要说明理由.
正确答案
解:①设打气n次,以筒内气体和打进的气体整体为研究对象:
初态:p1=1atm,V1=(2+0.5n)L;
末态:p2=2.5atm,V2=2L…①
由玻意耳定律有:p1V1=p2V2 …②
代入得:1×(2+0.5n)L=2.5×2L
得n=6次…③
②由题知,打气过程,由于压缩气体,外界对气体做功而内能不变,由热力学第一定律可知该过程中气体放热.
答:①为满足实验需要,打气的次数6次;
②打气过程可以看成是等温压缩,此过程中封闭气体是放热.
解析
解:①设打气n次,以筒内气体和打进的气体整体为研究对象:
初态:p1=1atm,V1=(2+0.5n)L;
末态:p2=2.5atm,V2=2L…①
由玻意耳定律有:p1V1=p2V2 …②
代入得:1×(2+0.5n)L=2.5×2L
得n=6次…③
②由题知,打气过程,由于压缩气体,外界对气体做功而内能不变,由热力学第一定律可知该过程中气体放热.
答:①为满足实验需要,打气的次数6次;
②打气过程可以看成是等温压缩,此过程中封闭气体是放热.
如图所示,地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸,气缸的横截面积s=2.5×10-3m2.气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞,活塞上固定一个力传感器,传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好.气缸内密封有温度t1=27℃的理想气体,此时力传感器的读数恰好为0.若外界大气压强P0=1.2×105Pa保持不变,当力传感器的读数F=300N时,求密封气体温度t2.
正确答案
解:初始温度T1=t1+273=300K,密封气体压强
末状状
密封气体发生等容变化,由查理定律得
代入数据得
T2=600K
故t2=T2-273=327°C
答:密封气体温度为327摄氏度.
解析
解:初始温度T1=t1+273=300K,密封气体压强
末状状
密封气体发生等容变化,由查理定律得
代入数据得
T2=600K
故t2=T2-273=327°C
答:密封气体温度为327摄氏度.
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)气体的体积可直接从注射器上读出,气体的压强是用______传感器通过计算机系统得到的.
(2)下列各项要求中,属于本实验必须要做到的是______(多选)
A.在等温条件下操作B.注射器的密封性良好
C.弄清所封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位
(3)对测得的实验数据进行处理时,发现各组同学计算的气体压强P与体积V的乘积值不完全相等,其主要原因是由于封闭气体的______不同.
正确答案
解:(1)用DIS研究做实验时,气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的.
(2)A、B本实验的条件是:温度不变、气体质量一定,所以要在等温条件下操作,注射器密封性要好.故AB正确.
C、本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系,不需要测量气体的质量.故C错误.
D、本实验研究气体的压强和体积的比例关系,单位无需统一为国际单位.故D错误
故选AB
(3)根据气态方程PV=nRT,RT相同,PV不同,是由于摩尔数不同,空气的质量不同.
本题答案是:(1)压强(2)AB(3)质量
解析
解:(1)用DIS研究做实验时,气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的.
(2)A、B本实验的条件是:温度不变、气体质量一定,所以要在等温条件下操作,注射器密封性要好.故AB正确.
C、本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系,不需要测量气体的质量.故C错误.
D、本实验研究气体的压强和体积的比例关系,单位无需统一为国际单位.故D错误
故选AB
(3)根据气态方程PV=nRT,RT相同,PV不同,是由于摩尔数不同,空气的质量不同.
本题答案是:(1)压强(2)AB(3)质量
活塞式水泵是利用气体体积膨胀来降低气体压强的,已知某贮气罐的容积为v0,气泵气筒的容积为v,设抽气过程中温度不变,贮气罐内气体原来压强是pO,抽气2次后,贮气罐内气体压强变为多少?
正确答案
解:根据玻意耳定律,抽气1次后,p1(V0+v)=PoV0 ①
抽气2次后,p2(V0+v)=p1Vo ②
③
答:贮气罐内气体压强变为.
解析
解:根据玻意耳定律,抽气1次后,p1(V0+v)=PoV0 ①
抽气2次后,p2(V0+v)=p1Vo ②
③
答:贮气罐内气体压强变为.
(1)在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)变到很难再靠近的过程中,分子间的作用力的大小变化情况是:______
(2)一定质量的气体,温度不变时,气体分子的平均动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”).体积减小,分子的密集程度______(选填“增大”、“减小”或“不变”)气体压强增大,这就是对玻意耳定律的微观解释.
正确答案
解:(1)分子间同时存在引力和斥力,当两个分子间的距离由很远(r>10-9m)变到很难再靠近的过程中,引力和斥力同时增加,但斥力增加的更快;故其合力先表现为引力,后表现为斥力,但引力有一个最大值;整个过程分子力变化情况是:先增大后减小再增大.
(2)一定质量的某种理想气体,则分子个数不变,若保持体积不变时,所以分子的密集程度也不变.
若气体的温度升高时,则分子的平均动能增大,导致气体的分子与接触面碰撞弹力增大,则气体的压强也增大.
故答案为:(1)先增大后减小再增大;(2)不变;增大.
解析
解:(1)分子间同时存在引力和斥力,当两个分子间的距离由很远(r>10-9m)变到很难再靠近的过程中,引力和斥力同时增加,但斥力增加的更快;故其合力先表现为引力,后表现为斥力,但引力有一个最大值;整个过程分子力变化情况是:先增大后减小再增大.
(2)一定质量的某种理想气体,则分子个数不变,若保持体积不变时,所以分子的密集程度也不变.
若气体的温度升高时,则分子的平均动能增大,导致气体的分子与接触面碰撞弹力增大,则气体的压强也增大.
故答案为:(1)先增大后减小再增大;(2)不变;增大.
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