气体实验定律理想气体的状态方程Word文件下载.docx
- 文档编号:22655565
- 上传时间:2023-02-05
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:296.14KB
气体实验定律理想气体的状态方程Word文件下载.docx
《气体实验定律理想气体的状态方程Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《气体实验定律理想气体的状态方程Word文件下载.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
在标准大气压下,当环境温
度为To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(图中活塞质量忽略不计);
若此时温度计(ii)和(iii)的示数分别为
21C和24C,则此时温度计(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ti-T2范围内的测量误差,现针对To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Ti时分别装入适量
气体I和II,则两种气体体积之比Vi:
VII应为。
9、如图所示,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Vo,A、B之间的容积为O.1Vo。
开始时活塞在B处,缸内气体的压强为o.9po(po为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内
能力训练3气体实验定律理想气体的状态方程
一•选择题
1.下列说法中正确的是()
A—定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大
B.一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.在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强
2.一定质量的理想气体做等温膨胀时,下列说法中正确的是()
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减少,气体压强不变
D分子平均动能不变,但单位体积的分子数减少,气体压强降低
3.封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是()
A.气体的密度增大E.气体的压强增大
C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
4.下列说法正确的是()
A气体的温度升高时,并非所有分子的速率都增大
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.理想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—定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大
5.—定质量的理想气体,保持压强不变,当温度为273C时,体积是2升;
当温度有升高了
273C时,气体的体积应是()
A.3升B.4升C.5升D.6升
6.如图所示,质量一定的理想气体Vt图中两条等压线.若
=2Vι,则两直线上MN两点的气体压强,密度的关系为(
A.PM=FN,PM=PNB.RM=2Pn,PM=2PN
C.PM=FN/2,PM=Pn/2D.PM=Pn/2,PM=2Pn.
7.一个绝热的气缸内密封有一定质量的理想气体,
气体压强为P、体积为V.现用力迅速拉
动活塞,使气体体积膨胀到2V.则()
A.缸内气体压强大于H2B.缸内气体压强小于Pr2
C.外界对气体做功D.气体对外界做功
&
一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、be、Cd
和da这四段过程在P-T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.由图可以判断()
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
D.da过程中气体体积不断增大
9•如图所示,均匀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:
Li=2:
1,两水银柱长度之比为La:
LB=I:
Fv
如果给它们加热,使它们升高相同的温度,又不使水银溢出,则两段空气柱后来的长度之比()
A.L2:
L1
2:
1
B.
L2:
L12:
C.L2:
D.
以上结论都有可能
当它发生如图所示的状态变化时一个状态变化过程中,气体吸收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.实验题
10.一定质量的理想气体
11.一同学用下图装置研究一定质量
气体的压强与体积的关系实验过程中
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,L形管两臂中的水银面出现高度差•实验的部分数据记录在右表.
(1)根据表中数据,在右图中画出该实验的h—I/V关系图线.
(2)实验时,大气压强FO=cmHg.
it射SS
气体体积V(ml)
800
674
600
531
500
水银面咼度差h(cm)
14.0:
!
5.038
.045.(
)
⅛(αn)
40
20
2Q
12.为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时,所能承受的最大内部压强,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ti;
b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t2;
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;
e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量空气密闭在容器内.
(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:
;
(2)
若测得的温度分别为t1=27oc,12=87oG已知大气压强为1∙0X105pa,则测试结果是:
这
个安全阀能承受的最大内部压强是.
三.计算题
13.如图所示,质量为M的气缸放在光滑的水平面上,质量为m的活塞横
截面积为S,不计所有摩擦力,平衡状态下,气缸内空气柱长为Lo,大
¾
⅛¾
⅛⅛⅞⅛⅞⅞¾
⅛
气压强为Po,今用水平力F推活塞,活塞相对气缸静止时,气缸内的气柱长L'
是多少?
不计温度变化.
14.一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内,开始时气体体积为V0,温
度为270C.在活塞上施加压力,将气体体积压缩到2V),温度升高到570C.设大气压强po=I.0×
105pa,活塞与气缸壁摩擦不计.
(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恢复到VO,求此时气体的压强.
15.如图所示U形管左端开口、右端封闭,左管水银面到管口为18.6cm,右端圭寸闭的空气柱长为10cm,外界大气压强Po=75CmHg在温度保持
不变的情况下,由左管开口处慢慢地向管内灌入水银,试求再灌入管中的水银柱长度最多为多少厘米?
16.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物
5的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.O×
IOPa、
体积为2.0×
IO-3mi的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127C.
(1)求气缸内气体的最终体积;
(2)在P-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化.(大气压强为1.O×
5
l0Pa)
专题三:
气体实验定律理想气体的状态方程
[基础回顾]:
.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;
2•盛装气体的容器的容积;
气体分子所能到达的空间体积;
3.
器壁单位面积上受到的压力;
大量分子频繁碰撞器壁二.气体实验定律
4.
三.理想气体状态方程实验定律;
相互作用力;
质量;
温度;
体积;
[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表面而向斜上方,与竖直方向成θ角,接触面积也不是
S而是S=SZcosθ.
【解】取活塞为对象进行受力分析如图,由竖直方向受力平衡方程得
PSCoSθ=m<
+PoS,且S=SCoSθ解得P=Po+mg∕S.
【点评】气体对活塞的压力一定与物体表面垂直,而不是竖直向上.
【例2】
【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,则根据题意,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不变是不可能的.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,显然假设也是不可能的.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一定规律变化的基础上,推出的结论是否与事
实相符.若相符,假设成立.若不相符,假设则不成立.此题也可用极限分析法:
设想把管压下较深,则很直观判定V减小,P增大.
【例3】
【分析】插入水银槽中按住上端后,管内封闭了一定质量气体,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,管内封闭气体经历了三个状态.由于“轻
轻提出”、“缓缓倒转”,可认为温度不变,因此可由玻意耳定律列式求解.
【解】取封闭的气体为研究对象•则气体所经历的三个状态的状态参量为:
初始状态:
R=75cmHg,V=LIS=20Scm3
3
中间状态:
F2=75-hcmHg,V2=L2S=(3O-h)SCm
最终状态:
F3=75+hcmHg,V3=L3SCm
提出过程中气体的温度不变,由玻意耳定律:
p1V1=p2^
即75×
20S=(75-h)(30-h)S
取合理解h=7.7cm
倒转过程中气体的温度不变,由玻意耳定律:
p1V1=p3^
20S==(75+h)LbS
75X2015C0
=T77cm=ISiCftI
【点评】必须注意题中隐含的状态,如果遗漏了这一点,将无法正确求解.
【例4】
【解析】取A部分气体为研究对象
初态:
P1=1.8atm,V∣=2V,T[=400K,
末态:
P1'
=p,V1'
Tj=300K
取B部分气体为研究对象
P2=1.2atm,V2=V,T?
=300K,
p2'
=p,V2‘,T2'
=300K
根据理想气体的状态方程:
P"
=P2"
得:
TiT2
对A:
=毗……①
TITi
对B:
2=丛……②
T2T2
V1,+V2'
=3V③
将数据代入联解①②③得P=1.3atm•
【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
气体还受到容器的几何条件约束.发掘题中的隐含条件是顺利解题的关键.
【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
根据盖•吕萨克定律可得WTA=VBBTB
(2)由图甲可以看出,从B到C是一个等容变化,根据查理定律得PBTB=PdTC
CrnlTCPB4001.51055
所以PC-BPa2.0105Pa
TB300
则可画出由状态A经B到C的P-T图象如图所示.【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实验定律求得.
1.A
2.5.6
3.解:
从开口端开始计算:
右端为大气压P。
,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+Pg(h2-h1),而a气柱的压强为Pa=Pb-Pgh3=p0+Pg(h2-h仁h3).点评:
此类题求气体压强的原则就是从开口端算起(一般为大气压),沿着液柱在竖直方向
上,向下加Pgh,向上减Pgh即可(h为高度差).
4.【分析】温度升高、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,
且双方互相牵制,将给判断带来很大困难•为此,可作一设想,即先假设温度升高时水银柱
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V,V2不变,初始温度为T,当
温度升高厶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'
b—Pb.
由查理定律得:
PaPaTR3巴T
TT
因为Pb=pa+Ph>
Pa,所以△PaVAPb,即温度升高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来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.温度升高△T后由图象知下部气体的压强变化量
也较大,即△Pb>
APa.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FA1-h=FB1末态FA2=Pb2
U型玻璃管要注意水银面的变化,一端若下降XCm另一端必上升xcm,两液面高度差为
2xcm,则两液面相平时,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.
(1)取B部分气体为研究对象
Bι=76-6=70(CmHgMι=11S(Cm)
FB2=pV32=(11+3)S(cm)
根据玻意耳定律PB1Vil=Pb2V12
-M(N)
【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hem,两部分液
面高度差变化于2hcm,若管子粗细不同,应该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•
II,23,2:
9、
(1)
O∙9po
297
Po
TB
TB=333K,
(2)
O.9po
P
399.3,
P=1.1po,(3)图略。
能力训练3
1∙A2
•BD3
•BD4
•AD5
•A
6∙C7•
BD8•
BCD9
•A10
•D
11•
(1)如右图所示
(2)75∙OcmHg(74.5cmHg〜75.5CmHg)
12.
(1)deacd
(2)1.2×
1OPa
13∙L
PoL
MF
MmS
14.
(1)po=1.65×
10Pa
郝
(2)p2=1.1×
IO5Pa郝
15.20.6
16.
(1)在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变
FOVO=PV
由①式解得
VOPI2∙01°
VI=1.0103
1.0105Pa
2.0105Pa
在缓慢加热到127C的过程中压强保持不变
(2)如图所示
V1
T0
V2
由③式解得
273127
273
1.0103m3
1.47103m3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 气体 实验 定律 理想气体 状态方程