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题型:简答题
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简答题

1mol理想气体的初态温度为T1,然后气体经历了一个压强与体积间满足关系P=AV的缓慢过程(A为一个已知的常量,标准状态下0时的大气压为1.013x105Pa,1mol理想气体的体积为22.4L).

(1)求过程中P1 V1/T1的大小;

(2)请判断这1mol理想气体,T与P存在怎样的关系?

(3)若气体经历上述过程后体积增大了一倍,则气体的温度T为多少?

正确答案

(1)根据理想气体状态方程,有:C====8.31 Pam3/K

(2)根据理想气体状态方程,有:=C

根据题意,有:P=AV(A为一个已知的常量)

联立解得:=C=,整理得到:T=  其中(C=8.31 Pam3/k)

(3)根据题意,有:P=AV(A为一个已知的常量)

故体积增加一倍,压强也增加一倍,根据第(2)问结论T=,温度增加为4倍,即T=4 T1

答:(1)过程中的大小为8.31 Pam3/K;

(2)这1mol理想气体,T与P存在的关系为T=  其中(C=8.31 Pam3/k);

(3)若气体经历上述过程后体积增大了一倍,则气体的温度T为4 T1

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简答题

如图所示,下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置,右管开口,左管内被封闭气柱长20cm,水银面比右管低15cm,大气压强为 75cmHg.现保持左管不动,为了使两管内水银面一样高,则

(1)右管应向上还是向下移动?

(2)两边液面相平时,气柱长度为多少?

(3)右管管口移动的距离是多少?

正确答案

(1)两管内水银面一样高,左管中空气的压强减小,由玻意耳定律知,气体的体积要增大,右管必须向下移动.

(2)左管中气体,初态:p1=75+15=90cmHg,V1=20S  

                末态:p2=75 cmHg V2=L2S

由P1V1=p1V2

90×20S=75×L2S

解得 L2=24cm

(3)设右管管口向下移动距离为x,

=4

解得 x=23cm

答:

(1)右管应向下移动.

(2)两边液面相平时,气柱长度为24cm.

(3)右管管口移动的距离是23cm.

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简答题

如图,粗细均匀的U形管左端封闭,右端开口,两竖直管长均为50cm,水平管长20cm,大气压强P0=76cmHg.左管内有一段8cm长水银封住长为30cm长的空气柱,现将开口端接上带有压强传感器的抽气机向外抽气,使左管内气体温度保持不变而右管内压强缓缓降到40cmHg,求此时U形管左端被封闭气柱的长度.

正确答案

P1=(P0-8)=76-8=68cmHg           V1=30Scm3

假设水银柱全部进入水平管,这时左管压强为P′=40cmHg,

P′V′=P1 V1

40V′=68×30S

解得V′=51S,即l′=51cm

由于51cm>竖直管长50cm,即水银柱全部处于水平管内,所以假设成立,

此时U形管左端气柱长度为51cm.

答:此时U形管左端被封闭气柱的长度是51cm.

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简答题

如图所示,长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置,管内水银柱的上端正好与管口齐平,封闭气体的长为10cm,温度为27℃,外界大气压强不变.若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下,这时留在管内的水银柱长为15cm,然后再缓慢转回到开口竖直向上,求:

(1)大气压强p0的值;

(2)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度;

(3)当管内气体温度升高到多少时,水银柱的上端恰好重新与管口齐平?

正确答案

(1)初态:P1=P0+21cmHg   V1=10S  末态:P2=P0-15cmHg   V2=(31-15)S=16S  

       由玻意耳定律,得       P1V1=P2V2            

             P0=75cmHg               

    (2)P3=75+15=90cmHg    V3=LS    

         P1V1=P3V3                  

         L=10.67cm              

    (3)P4=P3=90cmHg   V4=(31-15)S=16S  T3=300K  

         由吕萨克定律=

                  T4=450K   

                  得t=177℃

答:(1)大气压强p0的值75cmHg;

    (2)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度为10.67cm;

    (3)当管内气体温度升高到177℃时,水银柱的上端恰好重新与管口齐平.

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简答题

“水平放置且内径均匀的两端封闭的细玻璃管内,有h0=6cm长的水银柱,水银柱左右两侧气柱A、B的长分别为20cm和40cm,温度均为27℃,压强均为1.0×105Pa.如果在水银柱中点处开一小孔,然后将两边气体同时加热至57℃,已知大气压强p0=1.0×105Pa.则管内最后剩下的水银柱长度为多少?”某同学求解如下:

因内外压强相等,两侧气体均做等压变化

对于A气体,=,LA2== cm=22cm

对于B气体,=,LB2== cm=44cm

则剩下水银柱长度=(LA2+LB2 )-(LA1+LB1)-h0

问:你同意上述解法吗?若同意,求出最后水银柱长度;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果.

正确答案

不同意.

因为右端B气体在体积增大到43厘米时就与外界连通了,右侧水银已全部溢出,不可能溢出4cm水银,而左侧3cm水银此时只溢出了2cm.

所以:剩下水银柱长度=(LA2′+LB2 )-(LA1+LB1)-h0=1cm.

答:不同意.因为右端B气体在体积增大到43厘米时就与外界连通了,右侧水银已全部溢出,不可能溢出4cm水银,而左侧3cm水银此时只溢出了2cm.剩下水银柱长度为1cm.

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