- 气体等温变化的P-V图象
- 共285题
如图所示,某同学在夏天游玩时,看见湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景,觉得很美,于是画了一幅画,但边上的同学认为他画的气泡不符合实际,请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法(用简单的文字表述,不要画图),并指出这样画的物理学依据(假设湖水温度不变).
正确画法:______.
物理学依据:______.
正确答案
上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大
玻意耳定律
解析
解:气泡在水里做等温变化,从水底越往上,压强越小,由玻意耳定律,,P下>P上,所以V上>V下.气泡体积应增大.
故答案为:上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大、玻意耳定律.
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”中,一小组的同学测得一组实验数据如下:
(1)如图甲为实验器件.实验中气体的压强可以通过压强传感器测量,气体的体积则通过______获得.
(2)利用DIS实验软件上提供的数据处理功能,上述数据生成的PV图象如图乙所示,其中的曲线称为“等温线”.接着该组同学保持密闭的气体质量不变,又用热毛巾包着注射器进行了第二次实验,若将第二次测量的数据仍画在右图中,请你在图中画出第二次实验的等温线
(3)为了验证“一定质量的气体温度保持不变时,其压强与体积成反比”假设,该组同学利用上述数据作I/P-V图象,如下图丙所示,发现图线没通过原点,与横坐标有一段截距,请分析误差的原因是:
正确答案
解析
解:(1)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;
(2)由表格数据可得:在误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,PV乘积为一定值,即压强与体积成正比,为了图象直观,应做P-图象
(3)根据理想气体状态方程=C,有PV=CT,常数C由气体的质量决定,根据温度不变的情况下,出现乘积变小,则可能是气体的质量减小,即实验时注射器的空气向外发生了泄漏.
故答案为;(1)注射器
(2)误差范围内,一定质量的气体,温度不变时,压强与体积成反比P-
(3)实验时注射器的空气向外发生了泄漏.
如图所示,横截面积为S的汽缸A与容器B用一个带有阀门K的细管相连,K闭合时,容器B为真空.用密闭且不计摩擦的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸A中,活塞上放有若干个质量不同的砝码,当汽缸A中气体的压强为P、温度为T时,活塞离汽缸底部的高度为H,如图所示.现打开阀门K,活塞下降,同时对气体加热,使A、B中气体温度均升至T′,此时活塞离汽缸底高度为4H/5.若要使A、B中气体的温度恢复到T,活塞距离汽缸底部的高度仍然为4H/5,可将活塞上的砝码取走少许,
问:(1)容器B的容积VB多大?
(2)取走的砝码的质量为多少?
正确答案
解析
解:(1)气体进入B中的过程是等压变化,根据盖-吕萨克定律,有:,
即;
解得:VB=()HS
(2)取走砝码后,保持活塞的高度不变是等容变化,由查理定律 ,
得;
即△m=;
答:(1)容器B的容积为()HS;
(2)取走的砝码的质量为.
(1)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是______
A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B.若气体的温度不断升高,其压强也一定不断增大
C.若气体温度升高1K,其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量
D.在完全失重状态下,气体的压强为零
(2)如图,竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管,A端封闭,C端开口,AB=BC=l0,且此时A、C端等高.平街时,管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱.已知大气压强为l0汞柱高.如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平,求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高?管内封入的气体可视为理想气体且温度不变.
正确答案
解析
解:(1)A、由理想气体的状态方程可知,若气体的压强和体积都不变,则其温度不变,其内能也一定不变,故A正确;
B、由理想气体的状态方程可知,若气体的温度T随时间升高,体积同时变大,其压强可能不变,故B错误;
C、气体等压过程温度升高1K,根据理想气体的状态方程可知,气体要膨胀,对外做功,故吸收热量等于对外做的功与内能增加量之和;而等容过程温度升高1K,气体吸收的热量等于增加的内能;故气体温度升高1K,其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量,故C错误;
D、气体压强是分子对容器壁的碰撞引起,与气体重力无关,故在完全失重状态下,气体的压强不为零,故D错误;
故选A.
(2)因BC长度为l0,故顺时针旋转至BC水平方向时水银未流出.
设A端空气柱此时长为x,管内横截面积为S,对A内气体:
P1=l0
P2=l0-(l0-x) V2=x•S
对A中密闭气体,由玻意耳定律得
联立解得
即:汞柱高
答:此时AB管内气体的压强为汞柱高.
一粗细均匀、底端封底的细长玻璃管如图所示,距离底端45cm处通一水平玻璃管与大气相通,水平管长度为30cm,在玻璃管的竖直部分和水平部分有相连的水银柱,长度在图中标出,单位为cm.玻璃管的上端有一活塞,活塞上连轻杆,管内封闭了两段长度为30cm的空气柱A和B,外界大气压强为75cmHg.现用外力使活塞缓慢向下移动但不到达玻璃管的竖直和水平部分相连处,问:
(1)活塞刚开始移动时外力是向上拉活塞还是向下压活塞?
(2)活塞至少下降多少距离,可使A空气柱体积达到最小?
(3)这时A、B两部分空气柱的体积之比为多大?
正确答案
解析
解:(1)因为活塞刚开始移动时A气体压强小于大气压强,外力是向上拉活塞.
(2)当竖直管内水银上端面到达玻璃管的竖直和水平部分相连处开始A空气柱体积达到最小,以后等压变化,体积不变.
对A气体:p1V1=p2V2
L2=24cm
活塞下移:15cm+(30-24)cm=21cm
(3)因在A活塞下移过程中B气体压强始终不变、体积不变;
这时A、B两部分空气柱的体积之比为VA:VB=4:5
答:(1)活塞刚开始移动时外力是向上拉活塞;
(2)活塞至少下降21cm,可使A空气柱体积达到最小;
(3)这时A、B两部分空气柱的体积之比为4:5.
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