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1、2 氣體的等容變化和等壓變化
1.一定質(zhì)量的氣體,壓強保持不變,下列過程可以實現(xiàn)的是( A )
A.溫度升高,體積增大
B.溫度升高,體積減小
C.溫度不變,體積增大
D.溫度不變,體積減小
解析:一定質(zhì)量的氣體,壓強保持不變時,其體積和熱力學溫度成正比,則溫度升高,體積增大;溫度降低,體積減小;溫度不變,體積也不發(fā)生變化,故A正確.
2.(2019·湖北黃岡檢測)民間常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi),當紙片燃燒完時,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上.其原因是,當火罐內(nèi)的氣體( B )
A.溫度不變時,體積減小,
2、壓強增大
B.體積不變時,溫度降低,壓強減小
C.壓強不變時,溫度降低,體積減小
D.質(zhì)量不變時,壓強增大,體積減小
解析:體積不變,當溫度降低時,由查理定律=C可知,壓強減小,故B項正確.
3.如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的VT圖象,由圖象可知( D )
A.pA>pB
B.pCTA,故pB>pA,A,C項錯誤,D項正確;由B→C為等壓過程,pB=pC,故B項錯誤.
4.兩個容器A,B,用截面均勻的水平細玻璃管連通,如圖所示,A,B所裝氣體的溫度分別為
3、17 ℃和27 ℃,水銀柱在管中央平衡,如果兩邊溫度都升高10 ℃,則水銀柱將( A )
A.向右移動
B.向左移動
C.不動
D.條件不足,不能確定
解析:假設(shè)水銀柱不動,A,B氣體都做等容變化,由Δp=p知Δp∝,因為TAΔpB,所以水銀柱向右移動.
5.(2019·湖南湘潭檢測)(多選)如圖所示,在汽缸中用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,活塞與汽缸壁間的摩擦不計,且不漏氣,將活塞用繩子懸掛在天花板上,使汽缸靜止.若大氣壓強不變,溫度降低到某一值,則此時與原來相比較( AD )
A.繩子張力不變 B.缸內(nèi)氣體壓強變小
C.繩子張力變大 D.缸內(nèi)氣體體積變
4、小
解析:由整體法可知繩子的張力不變,故選項A正確,C錯誤;取活塞為研究對象,氣體降溫前后均處于靜止,mg和p0S及FT均不變,故pS不變,p不變,故選項B錯;由蓋—呂薩克定律可知=C,當T減小時,V一定減小,故選項D正確.
6.(2019·河北保定檢測)某同學家有一臺新電冰箱能顯示冷藏室內(nèi)的溫度,存放食物之前該同學進行試通電,該同學將打開的冰箱密封門關(guān)閉并給冰箱通電.若大氣壓強為 1.0×105 Pa,剛通電時顯示溫度為27 ℃,通電一段時間后顯示溫度為7 ℃,則此時密封的冷藏室中氣體的壓強是( B )
A.0.26×105 Pa B.0.93×105 Pa
C.1.07×105 P
5、a D.3.86×105 Pa
解析:冷藏室氣體的初狀態(tài):T1=(273+27)K=300 K,p1=1×105 Pa,末狀態(tài):T2=(273+7)K=280 K,壓強為p2,氣體體積不變,根據(jù)查理定律得=,代入數(shù)據(jù)得p2≈0.93×105 Pa.
7.有一上端開口、豎直放置的玻璃管,管中有一段 15 cm 長的水銀柱將一些空氣封閉在管中,如圖所示,此時管內(nèi)氣體的溫度為27 ℃.當溫度升高到30 ℃ 時,為了使氣體體積不變,需要再注入長度為多少的水銀?(設(shè)大氣壓強為p0=75 cmHg且不變,水銀密度ρ=13.6 g/cm3)
解析:設(shè)再注入的水銀柱長為x,以封閉在管中的氣體為研究對
6、象,氣體做等容變化.
初態(tài):p1=p0+15 cmHg=90 cmHg,
T1=(273+27)K=300 K;
末態(tài):p2=(90+x)cmHg,T2=(273+30)K=303 K.
由查理定律=得=,解得x=0.9 cm.
則注入水銀柱的長度為0.9 cm.
答案:0.9 cm
8.(2019·河南鄭州質(zhì)檢)(多選)如圖所示為一定質(zhì)量氣體的等容線,下面說法中正確的是( ABD )
A.直線AB的斜率是
B.0 ℃時氣體的壓強為p0
C.溫度在接近0 K時氣體的壓強為零
D.BA延長線與橫軸交點為-273 ℃
E.壓強p與溫度t成正比
解析:在p-t圖象上
7、,等容線的延長線與t軸的交點坐標為(-273 ℃,
0),從圖中可以看出,0 ℃時氣體壓強為p0,因此直線AB的斜率為,A,B,D正確;在接近0 K時,氣體已液化,因此不滿足查理定律,壓強不為零,C錯誤;壓強p與溫度t的關(guān)系是線性關(guān)系而不是成正比,E錯誤.
9.一定質(zhì)量的理想氣體在等壓變化中體積增大了,若氣體原來溫度為27 ℃,則溫度的變化是( B )
A.升高450 K B.升高了150 ℃
C.升高了40.5 ℃ D.升高了450 ℃
解析:根據(jù)蓋—呂薩克定律=,其中V2=V1,T1=300 K;解得T2=450 K,則Δt=150 ℃,B正確.
10.(多選)如圖所示
8、,兩端開口的彎管,左管插入水銀槽中,右管有一段高為h的水銀柱,中間封閉有一段空氣,則( AD )
A.彎管左管內(nèi)、外水銀面的高度差為h
B.若把彎管向上移動少許,則管內(nèi)氣體體積增大
C.若把彎管向下移動少許,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升
D.若環(huán)境溫度升高,則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升
解析:被封閉氣體的壓強按右邊計算為p=p0+ph,按左邊算也為p=p0+ph,故左管內(nèi)、外水銀面的高度差為h,A正確;氣體的壓強不變,溫度不變,故體積不變,B,C均錯;壓強不變,溫度升高,體積增大,右管中水銀柱沿管壁上升,D正確.
11.如圖所示,上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置,橫截面積為
40
9、 cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一物體A封閉在汽缸內(nèi).在汽缸內(nèi)距缸底 60 cm 處設(shè)有a,b兩限制裝置,使活塞只能向上滑動.開始時活塞擱在a,b上,缸內(nèi)氣體的壓強為p0(p0=1.0×105 Pa為大氣壓強),溫度為300 K.現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當溫度為330 K,活塞恰好離開a,b;當溫度為360 K時,活塞上升了4 cm.g取10 m/s2求:
(1)活塞的質(zhì)量;
(2)物體A的體積.
解析:(1)設(shè)物體A的體積為ΔV.
T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,V1=60×40 cm3-ΔV
T2=330 K,p2=1.0×105 Pa+,V2=V1
T3=36
10、0 K,p3=p2,V3=64×40 cm3-ΔV
由狀態(tài)1到狀態(tài)2為等容過程=
代入數(shù)據(jù)得m=4 kg.
(2)由狀態(tài)2到狀態(tài)3為等壓過程=
代入數(shù)據(jù)得ΔV=640 cm3.
答案:(1)4 kg (2)640 cm3
12.如圖(甲)所示,水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑,活塞厚度不計,在A,B兩處設(shè)有限制裝置,使活塞只能在A,B之間活動,B左邊汽缸的容積為 V0,A,B之間的容積為 0.1V0.開始時活塞在B處,缸內(nèi)氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強),溫度為297 K,現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)的氣體,直至399.3 K.求:
(1)活塞剛離開B處時的溫度TB;
(2)缸內(nèi)氣體最后
11、的壓強p;
(3)在圖(乙)中畫出整個過程的pV圖線.
解析:(1)活塞離開B之前,氣體做等容變化,根據(jù)查理定律,得=,解得TB== K=330 K.
(2)考慮氣體各狀態(tài)間的關(guān)系,設(shè)活塞最終可以移動到A處,活塞從剛離開B處到剛到達A處,氣體做等壓變化,由蓋—呂薩克定律,有=,解得TA=1.1TB=363 K.活塞從剛到達A處到氣體升溫至399.3 K,氣體做等容變化,由查理定律得=
解得p==p0=1.1p0.
由結(jié)果p>p0可知,活塞可以移到A處的假設(shè)成立.
(3)p-V圖線如圖所示.
答案:(1)330 K (2)1.1p0 (3)圖見解析
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