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题型:简答题
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简答题

夏季车辆长途行驶时,车胎内气体温度最高可达77℃。某型号轮胎说明书上标注的最大胎压为3.5×105Pa。若给该轮胎充气时,胎内气体温度恒为27℃,不计充气及车辆行驶时车胎体积的变化,为了保证行车安全,该轮胎刚充完气的气压不应超过多少?

正确答案

车胎内气体初末状态的温度分别为T1=273+27=300K,

T2="273+77=350K" (1分)由查理定律 得   (2分)

   (1分)

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简答题

汽车行驶时轮胎的胎压过高易造成爆胎事故,太低又会造成油耗上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃的环境中正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过标准大气压的3.5倍,最低胎压不低于标准大气压的1.6倍,那么在t=20℃时给轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎的容积不变)

正确答案

胎压在2.01atm到2.83atm之间比较合适

试题分析:设在T=293K时充气后的最小胎压为,最大胎压为

由 ,     

可得Pmin=2.01atm               

,      

可得              

故充气后的胎压在2.01atm到2.83atm之间比较合适     

点评:理想气体的等容变化遵循查理定律,即

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简答题

一直立的气缸由截面积不同的两圆筒连接而成。质量均为1kg的活塞A、B用一长为2L的不可伸长的细绳连接,它们可在筒内无摩擦地上下滑动,A、B的截面积分别为SA=20cm2,SB=10cm2。A、B之间充有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方都是大气,大气压始终保持为1.0×Pa。当气缸内气体温度为600升压强为12×Pa时,活塞A、B的平衡位置如图所示。 当气缸内的气体温度由600k缓慢降低时,活塞A和B之间的距离保持不变,并一起向下缓慢移动(可认为两活塞仍处在平衡状态),直到活塞A移到两圆筒的连接处。若此后气体温度继续下降,求活塞A和B之间的距离开始小于2L时气体的温度。

正确答案

300K

当缸内气体温度缓慢降低时,A、B活塞一起缓慢向下移动,从开始到A塞到达两圆筒的连接处的过程中,气体作等压变化。设A到两圆筒的连接处时,缸内气体温度为T2,则:

∵T1="600k" ∴T2=400k

此后气体温度继续缓慢下降,气体作等容变化。P变小,线对B的拉力F变小,但活塞B静止。

则:

当A、B之间的距离开始小于2L时,B将开始向上移动,此时F=0。气体压强为P2,温度为T3

则:

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简答题

一水平放置的两端封闭、粗细均匀的玻璃管,其长度为1m.在管中有一段25cm长的水银柱将气体分为两部分A、B,它们的压强均为75cmHg,左端A气体的温度为177℃,右端B的温度为87℃,待水银柱稳定后将玻璃管放入27℃的恒温箱中,若仍使两段气体的体积不变,需使玻璃管哪端慢慢抬起,需要抬起多高?

正确答案

50cm

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简答题

如图所示,A、B是两个圆形气缸,中间有横截面为“T”型的活塞,活塞可以无摩擦地左右滑动,且两侧面积=1/10,a、b、c为三个通气口.开始时,三个通气口都与大气相通活塞静止,并且距两端都是L,环境温度为27℃.现用容积可忽略的细管将a、b两口相连,而c口始终与大气相通,给整个装置均匀加热,使温度达到127℃,求活塞移动的距离和方向.

正确答案

  ,活塞向左移动

设活塞不动,当气体温度升高时压强将增大,对活塞增加的向左的压力比增加的向右的压力大,故活塞应向左移动,停止移动时由活塞受力平衡知,末态气体压强应等于大气压强,

  有

  设活塞向左移动距离为ΔL有:

  又

  ①、②、③、④联立可解:ΔL=L

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简答题

(9分)如图所示,有一玻璃管长L=100cm,内有一段水银柱h=20cm,封闭着长a=50cm长的空气柱,此时温度t1=27oC,大气压恒为p0=76cmHg,

求:

(1)求当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时,气体温度为多少?

(2)求空气柱温度至少多大时,可使管中水银全部溢出? 

正确答案

(1)T2=480K(2)

共9分)

(1)水银柱上升到管口为等压膨胀,温度由300K上升到480K;设管口截面积为S

V1=aS=50S,T1=300K;

V2=(L-h)S=80S,T2=?

由:盖吕萨克定律:  得:T2=480K               3分

(2)初态:p1==p0+h=96cmHg,V1=aS=50S,T1=300K;

假定管中还有x厘米高水银柱时,管内气压为(p0+x)cmHg,体积为(L-x)S,则

,                             4分

得:

显然,cm时,温度最高(=2110C);               2分

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简答题

活塞面积为50,上放一重物,它和活塞的总质量为10kg,大气压强为1.0×Pa,取g=10m/,开始时,活塞处于静止状态,活塞和缸底距离10cm,气体温度为27℃,现给气体慢慢加热,使气体温度升高到87℃,活塞重新静止后,将活塞固定,接着再使温度下降到原来的27℃,求:活塞上升的距离?最后气体的压强?

正确答案

2cm   ;1.0×105Pa

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简答题

如图所示,在很细的U型管两端连着两个容积相等的容器A和B,内装有温度为T0的理想气体.管内两边水银柱高度差为h,当温度降低△T时,两边水银面各移动了多少距离?

正确答案

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简答题

体积为V="100" cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如图8-2-9所示.当温度t="5" ℃时,水银液滴在刻度为n=21的地方.那么在此大气压下,能否用它测量温度?说明理由,若能,求其测量范围,不计热膨胀.

图8-2-9

正确答案

测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.

因为管口和大气相通,所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀,气体是等压变化,根据盖·吕萨克定律:

===恒量.

温度的增加与体积的增加成正比,所以可以用来测量温度.测量温度的范围应该为气体的体积从V1="100" cm3,等压变化到V2="(100+100×0.2)" cm3="120" cm3这个范围所对应的气体温度T1—T2之间.

根据题意,当T0="273+5" K="278" K时,气体的体积V0=(100+20×0.2) cm3="104" cm3.

根据盖·吕萨克定律:

=

T1== K="267.3" K

=,所以T2== K="320.8" K

267.3 K="-5.7" ℃320.8 K="47.8" ℃

能测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.

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简答题

盛氧气的钢瓶,在-13℃充氧气时测得氧气的压强为7×106 Pa,当把它搬到27℃的病房时,压强变为8×106Pa,问:通过计算说明钢瓶是否漏气?

正确答案

漏气,见解析

假设不漏气,

初状态 P1=7×106 Pa          T1="260" K

末状态P2=?                T2="300" K

由查理定律得: 代入已知数据得P2=8.08×106 Pa

由于8.08×106 Pa>8×106Pa,所以钢瓶漏气.

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简答题

同学家新买了一台双门电冰箱,冷藏室容积107L,冷冻室容积118L,假设室内气体为理想气体.

(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol,在家中关闭冰箱密封门后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?

(2)若室内温度为270C,大气压强为1×105Pa,关闭冰箱密封门通电一段时间后,冷藏室温度降为60C,冷冻室温度降为-90C,此时冷藏室与冷冻室中空气压强差多大?

正确答案

(1)由阿伏加德罗常数可知:

n=NA=个=6.02×1024

(2)冷藏室气体的初状态:T1=300K    P1=1×105Pa;末状态:T2=279K    P2=?

冷冻室气体的初状态:T1=300K    P1=1×105Pa; 末状态:T3=264K    P3=?

气体体积不变,根据查理定律:

得:=

解得:P2=9.3×104Pa

由:=

解得:P3=8.8×104 Pa

解得:P2=9.3×104 Pa;P3=8.8×104 Pa

△P=P2-P3=5×103 Pa

答:(1)大约有6.02×1024个空气分子.

(2)气体的压强差:5×103 Pa

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简答题

(选修模块3-3)

(1)以下说法正确的是______.

A.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力

B.分子间同时存在着相互作用的斥力和引力,它们都随分子间距离的减小而增大

C.悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则

D.在液体表面任意一条线的两侧,相互之间的作用力是斥力,它的作用是使液体表面绷紧

(2)如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置,气体的压强可从仪表上读出,一段空气柱被橡胶塞和柱塞封闭在针筒内,从刻度尺上可读出空气柱的长度.实验过程中气体压缩太快会使气体温度______(选填“升高”、“不变”或“降低”).实验中气体向外漏气,测得气体的体积与压强的乘积______(选填“变大”、“不变”或“变小”).

(3)若以μ表示水的摩尔质量,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,求每个水分子的质量和标准状态下水蒸气的摩尔体积.

正确答案

(1)A、气体压强是大量分子对容器壁的碰撞造成的,与是否失重无关,故A错误;

B、分子间同时存在着相互作用的斥力和引力,它们都随分子间距离的减小而增大,但斥力增加的快,故B正确;

C、悬浮在液体中的微粒足够小,来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则,这就是布朗运动,故C正确;

D、在液体表面任意一条线的两侧,相互之间的作用力是引力力,它的作用是使液体表面绷紧,故D错误;

故选BC.

(2)实验过程中气体压缩太快,温度升高后热量不能快速释放,气体温度会升高;

根据理想气体状态方程=C,PV=CT,其中C与质量有关,故漏气会使PV减小;

(3)水分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数,故m=

标准状态下水蒸气的摩尔体积等于水蒸气的摩尔质量除以标准状态下水蒸气的密度,故v=

故答案为:(1)BC; (2)升高 变小;(3)m=,v=

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简答题

某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化,在实验后计算机屏幕显示了如下P-T图象(实线部分),已知在A状态气体体积为V.

(1)试求实验过程中,当气体温度保持T0的情况下,气体体积在什么范围内变化?

(2)试分析说明在气体状态由B变化至C的过程中是吸热还是放热?

正确答案

(1)对于A、B、C三个状态,由玻意耳定意可知:

1.5p0V0=2p0V1=p0V2,解得:V1=V0,V2=V0;

即:在温度保持T0的情况下,气体体积在V0和V0之间变化.

(2)在气体状态由B变化至C的过程中,由于温度不变,所以气体内能不变,

而该过程气体体积减小,外界对气体做功,所以由热力学第一定律可知,此过程是放热的.

答:(1)当气体温度保持T0的情况下,气体体积变化范围是V0和V0.

(2)气体状态由B变化至C的过程中是放热的.

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简答题

高空试验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强=1atm,温度t=27℃.在火箭竖直上升的过程中,加速度的大小等于重力加速度g,仪器舱内水银气压计的读数为p=0.6,已知仪器舱是密封的,那么,该过程中舱里的温度是多少?

正确答案

360K

水银气压计有=ρgh,

以a=g的加速度匀加速上升时,对气压计内的水银柱,根据牛顿第二定律有

  -ρgS×0.6h=ρaS×0.6h

即:=1.2atm

气体等容变化有:

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题型:填空题
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填空题

对一定质量的理想气体,分别在两个温度下研究其等温变化的规律,在图所示的p-V图上画出两条双曲线,分别作垂直于纵轴与横轴的直线,交两曲线的点分别为a、b和c、d,与横轴交点为e,已知=1∶2,则

 

正确答案

ACD

c和d两状态其体积相等,==3∶1,由=C知==3∶1,故选项C、D都正确.

a和b两状态压强相等,则

下一知识点 : 固体、液体和物态变化
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