2022年气体实验定律-理想气体的状态方程.docx

精品学习资源 课堂练习 1肯定质量的抱负气体处于某一初始状态，现要使它的温度经过状态变化后，回到初始状态的温度，用以下哪个过程可以实现A先保持压强不变而使体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B先保持压强不变而使体积减小，接着保持体积不变而减小压强C先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积膨胀D 先保持体积不变而削减压强，接着保持压强不变而使体积减小2. 如图为 0.2mol 某种气体的压强与温度关系图中 p0为标准大气压气体在 B状态时的体积是 L h1ah2h3b3. 竖直平面内有右图所示的匀称玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b，各段水银柱高度如下图大气压为p0，求空气柱 a、b 的压强各多大？4. 一根两端封闭， 粗细匀称的玻璃管， 内有一小段水银柱把管内空气柱分成 a、b 两部分，倾斜放置时，上、下两段空气柱长度之比La/ Lb=2当两部分气体的温度同时上升时，水银柱将如何移动？25. 如下图，内径匀称的 U 型玻璃管竖直放置，截面积为 5cm ，管右侧上端封闭，左侧上端开口，内有用细线栓住的活塞两管中分别封入 L=11cm的空气柱 A 和 B， 活塞上、下气体压强相等为 76cm 水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差 h=6cm， 现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平求：1活塞向上移动的距离是多少？2需用多大拉力才能使活塞静止在这个位置上？6、肯定质量的抱负气体，在某一平稳状态下的压强、体积和温度分别为p1、V 1、T1，在另一平稳状态下的压强、体积和温度分别为p2、V 2、T2，以下关系正确的选项是11A p1 =p 2， V1 =2V 2， T 1=2 T2B p1 =p 2， V 1= 2 V 2， T 1= 2T 2Cp1 =2p 2， V 1=2V 2， T 1= 2T 2D p1 =2p 2， V 1=V 2， T1= 2T 2欢迎下载精品学习资源7、A、B 两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同； 将两管抽成真空后， 开口向下竖起插入水银槽中插入过程没有空气进入管内，水银柱上升至图示位置停止；假设这一过程水银与外界没有热交换，就以下说法正确的选项是A A 中水银的内能增量大于B 中水银的内能增量BB 中水银的内能增量大于A 中水银的内能增量CA 和 B 中水银体积保持不变，故内能增量相同D A 和 B 中水银温度始终相同，故内能增量相同8、肯定量的抱负气体与两种实际气体I、II 在标准大气压下做等压变化时的V-T 关系如图 a欢迎下载精品学习资源所示，图中 V' V01V0 V''2；用三份上述抱负气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然后欢迎下载精品学习资源将其中二个温度计中的抱负气体分别换成上述实际气体I、II ；在标准大气压下，当环境温度为 T0 时，三个温度计的示数各不相同，如图b所示，温度计ii 中的测温物质应为实际气体图中活塞质量忽视不计；假设此时温度计ii 和 iii 的示数分别为21 C 和 24 C，就此时温度计i的示数为C；可见用实际气体作为测温物质时， 会产生误差；为减小在T1-T2 范畴内的测量误差，现针对T0 进行修正，制成如图c所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1 时分别装入适量气体 I 和 II ，就两种气体体积之比VI: VII 应为；9、如下图，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A 、B 两处设有限制装置，使活塞只能在 A 、B 之间运动， B 左面汽缸的容积为V0V0 p0 p0 为大气压强，温度为 297K ，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K ；求：欢迎下载精品学习资源1活塞刚离开B 处时的温度 TB；2缸内气体最终的压强p；3在右图中画出整个过程的p-V 图线；B AV0p1.2p01.1p0p0 0.9p0欢迎下载精品学习资源0.9V0V01.1V01.2V0 V欢迎下载精品学习资源才能训练 3 气体试验定律抱负气体的状态方程一挑选题1. 以下说法中正确的选项是A. 肯定质量的气体被压缩时，气体压强不肯定增大B. 肯定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大C. 气体压强是由气体分子间的斥力产生的D. 在失重的情形下，密闭容器内的气体对器壁没有压强2. 肯定质量的抱负气体做等温膨胀时, 以下说法中正确的选项是 A气体对外做正功, 内能将减小B气体吸热 , 外界对气体做负功C分子平均动能增大, 但单位体积的分子数削减, 气体压强不变D分子平均动能不变, 但单位体积的分子数削减, 气体压强降低3. 封闭在气缸内肯定质量的气体，假如保持气体体积不变，当温度上升时，以下说法正确的选项是 气体的密度增大气体的压强增大 气体分子的平均动能减小每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4. 以下说法正确的选项是 A气体的温度上升时，并非全部分子的速率都增大 B盛有气体的容器作减速运动时，容器中气体的内能随之减小 C抱负气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变D肯定质量的抱负气体经等温压缩后，其压强肯定增大5. 肯定质量的抱负气体 , 保持压强不变，当温度为273时，体积是 2 升；当温度有上升了273时，气体的体积应是A. 3 升 B 4 升 C5 升D 6 升6. 如下图，质量肯定的抱负气体V- t图中两条等压线假设V22V1，就两直线上 M、N 两点的气体压强，密度的关系为A. PM PN， M NBPM 2PN， M 2 NC PM PN/2 ， M N/2DPM PN/2 ， M 2 N 7一个绝热的气缸内密封有肯定质量的抱负气体，气体压强为 P、体积为 V现用力快速拉动活塞，使气体体积膨胀到2V就A缸内气体压强大于P/2B缸内气体压强小于P/2 C外界对气体做功D气体对外界做功8. 肯定质量的抱负气体经受如下图的一系列过程，ab、 bc、cd 和da 这四段过程在 pT 图上都是直线段，其中ab 的延长线通过坐标原点 O， bc 垂直于 ab，而 cd 平行于 ab由图可以判定A. ab 过程中气体体积不断减小B. bc 过程中气体体积不断减小C. cd 过程中气体体积不断增大欢迎下载精品学习资源D. da 过程中气体体积不断增大9. 如下图，匀称玻璃管开口向上竖直放置，管内有两段水银柱，封闭着两段空气柱，两段空气柱长度之比 L2： L12： 1，两水银柱长度之比为LA：LB l ： 2，假如给它们加热，使它们上升相同的温度，又不使水银溢出，就两段空气柱后来的长度之比欢迎下载精品学习资源A. L 2: L12 : 1B.L 2: L12 : 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源C. L 2: L12 : 1D.以上结论都有可能欢迎下载精品学习资源10. 肯定质量的抱负气体, 当它发生如下图的状态变化时, 哪一个状态变化过程中 , 气体吸取热量全部用来对外界做功A. 由 A至 B 状态变化过程B. 由 B至 C状态变化过程C. 由 C至 D状态变化过程D. 由 D至 A 状态变化过程二试验题欢迎下载精品学习资源11. 一同学用以下图装置讨论肯定质量气体的压强与体积的关系试验过程气体体积 Vml800674600531500水银面高度差 hcm0欢迎下载精品学习资源中温度保持不变最初，U形管两臂中的水银 面齐平， 烧瓶中无水 当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面显现高度差试验的部分数据记录在右表 1 依据表中数据， 在右图中画出该试验的h l V关系图线 2 试验时，大气压强 P0 cmHg12. 为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时，所能承担的最大内部压强，某同学自行设计制作了一个简易的测试装置该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器测试过程可分为如下操作步骤：a记录密闭容器内空气的初始温度t 1； b当安全阀开头漏气时，记录容器内空气的温度t 2； c用电加热器加热容器内的空气； d将待测安全阀安装在容器盖上；欢迎下载精品学习资源e盖紧装有安全阀的容器盖，将肯定量空气密闭在容器内oo51 将每一步骤前的字母按正确的操作次序填写：； 2假设测得的温度分别为t 1 27 C， t 2 87pa，就测试结果是 : 这个安全阀能承担的最大内部压强是.三运算题13. 如下图，质量为的气缸放在光滑的水平面上，质量为 的活塞横截面积为 ，不计全部摩擦力，平稳状态下，气缸内空气柱长为 ，大气压强为 ，今用水平力 推活塞，活塞相对气缸静止时，气缸内的气柱长 是多少？不计温度变化14. 一活塞将肯定质量的抱负气体封闭在水平固定放置的气缸内，开头时气体体积为V0，温欢迎下载精品学习资源0度为 27 C在活塞上施加压力，将气体体积压缩到2V ，温度上升到570C设大气压强 p欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源300×105pa，活塞与气缸壁摩擦不计欢迎下载精品学习资源1求此时气体的压强；2保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积复原到VO，求此时气体的压强15. 如下图 U形管左端开口、右端封闭，左管水银面到管口为18.6 cm， 右端封闭的空气柱长为10cm，外界大气压强Po 75cmHg，在温度保持不变的情形下，由左管开口处渐渐地向管内灌入水银，试求再灌入管中的水银柱长度最多为多少厘米？欢迎下载精品学习资源5×lO× lO-3 m3的抱负气体现在活塞上方渐渐倒上沙欢迎下载精品学习资源子，使封闭气体的体积变为原先的一半，然后将气缸5移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127 1 求气缸内气体的最终体积；2 在p V×l0 Pa专题三：气体试验定律抱负气体的状态方程欢迎下载精品学习资源 基础回忆 ：一气体的状态参量1冷热程度；大量分子平均动能；摄氏温度；热力学温度；t +273K； t K23器壁单位面积上受到的压力；大量分子频繁碰撞器壁；平均动能 ；密集程度 二气体试验定律欢迎下载精品学习资源p11. 反比；乘积；p2v2； p1v1v1p2v2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源02. 0C 时压强的 1/273 ； ptp0p 0t273；ptp0 1t 273p1p2T；正比； ppT1T2T欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源300C 时体积的 1/273 ； vt三抱负气体状态方程v0v0； v t273tv0 1t 273；正比； v1T1v2 ； vT vT2T欢迎下载精品学习资源试验定律；相互作用力；质量；温度；体积；压强不太大、温度不太低 典型例题 ：【例 1】【分析】 取活塞为对象进行受力分析，关键是气体对活塞的压力方向应该垂直与活塞下外表而向斜上方，与竖直方向成角，接触面积也不是S而是 S1=S/cos 【解】取活塞为对象进行受力分析如图，由竖直方向受力平稳方程得NpS1 cos =mg+p0S，且 S1=S/cos 解得 p=p0 +mg/S【点评】 气体对活塞的压力肯定与物体外表垂直，而不是竖直向上【例 2】pS1mg p0S欢迎下载精品学习资源【分析】 常用假设法来分析，即假设一个参量不变，看另两个参量变化时的关系，由此再来确定假定不变量是否变化、如何变化【解析】假设 h 不变，就依据题意， 玻璃管向下插入水银槽的过程中，管内气体的体积减小 从玻意耳定律可知压强增大，这样h 不变是不行能的即h 变小假设被封气体的体积不变， 在管子下插过程中，由玻意耳定律知，气体的压强不变而事实上，h 变小，气体的压强变大，明显假设也是不行能的所以在玻璃管下插的过程中，气体的体积变小，h 也变小【点拨】 假设法的使用关键是在假设某个量按肯定规律变化的基础上，推出的结论是否与事实相符假设相符，假设成立假设不相符，假设就不成立此题也可用极限分析法：设想把管压下较深，就很直观判定V减小， p 增大【例 3】【分析】 插入水银槽中按住上端后，管内封闭了肯定质量气体，轻轻提出水银槽直立在空气中时，有一部分水银会流出，被封闭的空气柱长度和压强都会发生变化倒转后，水银柱长度不变，被封闭气体柱长度和压强又发生了变化所以， 管内封闭气体经受了三个状态由于“轻轻提出”、“渐渐倒转” ，可认为温度不变，因此可由玻意耳定律列式求解【解】 取封闭的气体为讨论对象就气体所经受的三个状态的状态参量为：初始状态： P1=75 cmHg， V1=L1S=20S cm 3中间状态： P2=75- h cmHg， V2=L2S=30- h S cm3最终状态： P3=75+h cmHg， V3=L3S cm3欢迎下载精品学习资源提出过程中气体的温度不变，由玻意耳定律：p1V1=p2V2即 75× 20S=75- h30- hS取合懂得 h倒转过程中气体的温度不变，由玻意耳定律：p1V1=p3V3即 75× 20S=75+hL3S【点评】 必需留意题中隐含的状态，假如遗漏了这一点，将无法正确求解【例 4】【解析】 取 A部分气体为讨论对象初态： p1， V1 2V， T1 400K，末态： p1 p， V1， T1 300K取 B 部分气体为讨论对象初态： p21.2 atm ， V2 V，T2 300K，欢迎下载精品学习资源末态： p2 p， V2， T2 300K依据抱负气体的状态方程：p1V 1 T1p 2 V2 得：T2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源对A：p1· 2V T1pV1T1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源对B：p2 ·V T2pV2T2欢迎下载精品学习资源V1 V2 3V将数据代入联解得p【点评】 此题中活塞无摩擦移动后停止，A、B 部分气体压强相等，这是隐含条件，两部分气体仍受到容器的几何条件约束开掘题中的隐含条件是顺当解题的关键【例 5】【分析】 从 A到 B 是等压变化，从 B 到 C是等容变化【解答】1由图甲可以看出， A与 B 的连线的延长线过原点O，所以从 A到 B 是一个等压变化，即 PA=PB依据盖·吕萨克定律可得VA/ TA=VB/ TB欢迎下载精品学习资源所以 TAVATB0.4300 k200k欢迎下载精品学习资源VB0.62由图甲可以看出，从B 到 C是一个等容变化，依据查理定律得PB/ TB=PC/ TC欢迎下载精品学习资源所以 PCTC PB4001.5105Pa2.0105 PaP/105pa欢迎下载精品学习资源TB300就可画出由状态 A 经 B 到 C的 PT 图象如下图C【点评】 在不同的图象中，只能表达两个状态参量的关系，第三个参量可通过状态方程或气体试验定律求得AB01234T/ × 100K 课堂练习 1 A3. 解： 从开口端开头运算：右端为大气压p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b 气柱的压强为pb= p0+gh2- h1，而 a 气柱的压强为 pa= pb- gh3= p0+gh2- h1- h3 点评： 此类题求气体压强的原就就是从开口端算起一般为大气压，沿着液柱在竖直方向 上，向下加 gh，向上减 gh 即可 h 为高度差4. 【分析 】温度上升、 Hg 移动时，两部分空气的三个状态参量T、p、V都会发生变化， 且双方相互牵制，将给判定带来很大困难为此，可作一设想，即先假设温度上升时水银柱 不动， 两部分气体发生等容变化然后比较它们压强的变化量，水银柱应朝着压强变化量较 小的那一方移动【解】 1公式法：假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2 不变，初始温度为T，当温度上升 T 时，空气柱 a 的压强由 pa 增至 p' a， pa=p' a pa，空气柱 b 的压强由 pb 增至p' b ， pb= p' bpbPTPPaPb由查理定律得：abTTT由于 pb=pa +ph pa，所以 pa pb，即温度上升时下部气体压强的增量较大，水银柱应向上移动2图象法：作出上、下两部分气体的等容线由于原先下部压强大于上部压强，即Pb Pa，因此下部气体等容线的斜率较大温度上升T 后由图象知下部气体的压强变化量也较大，即 Pb Pa所以水银柱将向上移动5. 【分析】 两部分气体通过液体相连，压强之间的关系是：初态PA1- h=PB1末态 PA2=PB2U型玻璃管要留意水银面的变化，一端假设下降xcm 另一端必上升 xcm，两液面高度差为 2xcm，就两液面相平常， B 液面下降 h/2 ， A 管液面上升h/2 ，在此基础上考虑活塞移动的距离【解答】1取 B 部分气体为讨论对象3初态： PB1=76-6=70 cmHgVB1=11Scm 3末态： PB2=pVB2=11+3Scm 依据玻意耳定律 PB1VB1=PB2VB2欢迎下载精品学习资源取 A 部分气体为讨论对象3初态： pA1=76cmHgVA1=11scm 3末态： pA2=pB2=55cmHgVA2=LScm 依据玻意耳定律pA1VA1=pA2VA2对于活塞的移动距离：h'= L'+3- L=15.2+3-11=7.2cm2由于活塞处于平稳状态，可知F+pA2S=P0SF=P0S-PS【点评】 U 型管粗细相同时，一侧水银面下降hcm，另一侧水银面就要上升hcm，两部分液面高度差变化于2hcm，假设管子粗细不同，应当从体积的变化来考虑，就用几何关系解决物理问题是常用的方法6、D 7 、B 8 、II ， 23， 2:19、1 p0p欢迎下载精品学习资源图略；TB ， TB 333K ，2 399.3 ， pp0，3欢迎下载精品学习资源才能训练 31 A2 BD3 BD4 AD5 A6 C7 BD8 BCD9A10 D11. 1 如右图所示 75.5cmHg512. 1deacd21.2 ×10 Pa欢迎下载精品学习资源13. LP0P0 LMF欢迎下载精品学习资源Mm S514. 1p0=1.65 ×10 Pa郝 2p2=1.1× 105Pa 郝1516 1在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变P0V0 P1V1欢迎下载精品学习资源p0由式解得V02.010 3p1V1 1.010 31.010 5Pa2.0105Pa欢迎下载精品学习资源在缓慢加热到 127的过程中压强保持不变欢迎下载精品学习资源V1 T0VT2 VV2 T22731273333欢迎下载精品学习资源由式解得21T02731.010m1.4710m欢迎下载精品学习资源2 如下图欢迎下载