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简答题

用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图所示.

(1)实验中应保持不变的参量是______;所研究的对象是______.

(2)下表表格中记录了实验中5组数据,由表中数据可得出的结论是:______.若要作出图线证明此结论,应作______图线.

(3)表中最后一组数据偏差较大,其可能原因是:______.

正确答案

(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)温度、注射器内气体

(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

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简答题

如图甲所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度与质量均不计,在B处设有限制装置,使活塞只能在B以上运动,B以下汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.2V0.开始时活塞在A处,温度为87℃,大气压强为p0,现缓慢降低汽缸内气体的温度,直至活塞移动到A、B的正中间,然后保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B,然后再缓慢降低汽缸内气体的温度,直到-3℃.求:

(1)活塞刚到达B处时的温度TB

(2)缸内气体最后的压强p;

(3)在图乙中画出整个过程的p-V图线.

正确答案

(1)缓慢降低汽缸内气体的温度,直至活塞移动到A、B的正中间,这个过程是等压过程:

根据盖吕萨克定律:=

代入数据=

解得TB=330K,

然后保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B,这个过程是等温过程,故活塞刚到达B处时的温度就为330K.

(2)保持温度不变,在活塞上缓慢加砂,直至活塞刚好移动到B,这个过程是等温过程:

根据玻意耳定律有:p0×1.1V0=p1×V0

解得p1=1.1p0

再接下是等容过程,根据查理定律有:=

解得p=0.9p0

(3)整个过程的p-V图线,如右所示.

答:(1)活塞刚到达B处时的温度TB为330K;

(2)缸内气体最后的压强p为0.9p0

(3)整个过程的p-V图线,如上所示.

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简答题

一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体。初始状态时管内各段长度如图(a)所标,密闭气体的温度为27℃。大气压强为75cmHg,求:

(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5cm的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?

(2)在第(1)小题的情况下,再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°,稳定后密闭气体的长度变为多大?

(3)在图(b)的p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。

正确答案

解:(1)p1= p0=75cmHg,T1=273+27K=300K, p2= p0+5cmHg=80cmHg,

,解得:T2= 320K

(2)假设玻璃管转过180°后短臂内没有水银,水平管内留有水银柱的长度为x

P2= 80cmHg,V1=S ·18 cm

P3= p0-(10+10+10+5-x)cmHg=(40+x)cmHg,V2= S ·(18+10+10- x)cm=S ·(38- x)cm

由p2V2= p3V3,得到80×18=(40+x)×(38- x)

解得:x=8cm,与假设相符,所以假设成立。

密闭气体的长度变为(18+10+10- x)=30cm。

(3)

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某小组同学利用如图(a)所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系.他们在试管中封闭了一定质量的气体,将压强传感器和温度传感器的压敏元件和热敏元件伸入到试管内部,通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度.

(1)实验中,他们把试管浸在烧杯的冷水中,通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度,每次加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值,最后得到一组气体的压强和温度的数值.上述操作中错误的是______;

(2)采取了正确的操作后,他们针对同一部分气体在三个不同体积的情况下记录了相关数据,计算机绘出的p-t图象分别如图(b)中的①、②、③所示,其中p1为已知量,则图线①的函数表达式为______;

(3)图(c)中可能符合上述气体变化过程的图线是______.

正确答案

(1))“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的,应该是“加入热水后,在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”;

(2)斜率为:k==

纵轴截距为:P1

故图线①的函数表达式为:P=kt+P1=t+p1

(3)同一部分气体在三个不同体积的情况下的P-t图象中,0摄氏度时图线①压强最大,说明体积最小;

A、B、三条图线都是等容变化,且图线①对应体积最小,故A错误,B正确;

C、D、三条图线都是等容变化,且图线①对应体积最小,故C错误,D错误;

故选B;

故答案为:(1)“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的,应该是“加入热水后,在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”;(2)p=t+p1;(3)B.

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简答题

一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为P0,经过太阳曝晒,气体温度由T0=300K升至T1=350K。

(1)求此时气体的压强。

(2)保持T1=350K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值,判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因。

正确答案

解:(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得

代入数据得

(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为V,

由玻意耳定律得 p1V0=p0V ③

联立②③式得V=7/6V0

设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意得

联立④⑤得⑥。

下一知识点 : 气体等容变化的P-T图象
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