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第二章 固体、液体和气体
第七节 气体实验定律(Ⅰ)
1.理解一定质量的气体,在温度不变的情况下压强与体积的关系.
2.知道玻意耳定律的内容,表达式及适用条件.
3.能运用玻意耳定律对有关问题进行分析,计算.
4.了解pV图、p图的物理意义.
1.气体的状态变化是指气体的状态参量变化,为研究气体三个状态参量的变化规律,采用了控制变量法,在探究玻意尔定律的实验中,是保持温度不变,研究的压强和体积的关系.
2.一定质量的气体,在温度不变时,p图线是一条过原点的直线,pV图线是双曲线的一支.
3.若用p1、V1,p2、V2分别表示一定质量气体在等温下的两个状态,则由玻意耳定律有p1V1=p2V2或=.
4.如图所示,是一定质量气体的等温线,气体从状态A变化到状态B的过程中,压强增大,体积减小,两状态的温度相等,从微观上讲,气体分子的平均动能不变,分子密度增大.
1.一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的2倍,则压强变为原来的(C)
A.2 B.1
C. D.
解析:由玻意耳定律,pV=C可得,体积增大为原来的2倍,则压强变为原来的,故C项正确.
2.(多选)一定质量的气体在发生等温变化时,下列物理量发生变化的是(AB)
A.气体的压强
B.单位体积内的分子数
C.分子的平均速率
D.分子的总数
解析:一定质量的气体在发生等温变化时,p和V都要发生变化,体积V发生变化,则单位体积内的分子数改变,A、B正确;温度不变,则分子的平均动能不变,分子的平均速率不发生变化,C错误;质量一定,则分子的总数不变,D错误.
3.(多选)一定质量的气体保持温度不变,当体积膨胀为原来的10倍时,则(CD)
A.气体分子数变为原来的10倍
B.气体分子的平均动能变为原来的
C.气体分子的密度变为原来的
D.器壁的同一面积上所受气体分子的平均作用力减小为原来的
解析:研究对象已确定,分子总数是不变的.又因为温度恒定,故分子平均动能不变.体积膨胀为原来的10倍,单位体积内的气体分子数(即气体分子密度)变为原来的,因而压强变为原来的,故同一面积上所受分子的平均作用力也变为原来的.故正确答案为C、D.
4.一个气泡由湖面下深20 m处上升到湖面下深10 m处,它的体积约变为原来体积的(温度不变)(C)
A.3倍 B.2倍
C.1.5倍 D.0.7倍
解析:一个大气压相当于10 m水柱产生的压强,根据玻意耳定律有:
=====,C项正确.
5.一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度(B)
A.一直下降 B.先上升后下降
C.先下降后上升 D.一直上升
解析:可作出过直线AB上各点的等温线与过A、B两点的等温线进行比较,图线离坐标轴越远,气体温度越高,可得沿直线AB的变化中,温度先上升后下降,最后TB=TA.B正确.
6.(多选)如图所示,一定质量的气体等温线上两点的压强、体积和温度如图所示,下列表达式正确的是(BC)
A.p1V1=p2V2 B.p1V2=p2V1
C.T1=T2 D.T1>T
解析:一定质量的气体等温变化过程中,压强跟体积成反比,由两状态对应的压强(p1和p2)和体积(V2和V1)可知A错误,B正确,同一等温线上各状态温度是相等的,C正确,D错误.
7.(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法正确的是(AD)
A.从等温线可以看出,一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比
B.一定质量的气体,在不同温度下的等温线是相同的
C.由图可知T1>T2
D.由图可知T1<T2
解析:由等温线的物理意义可知,A正确、B错误;对于一定质量的气体,温度越高,等温线的位置越高,C错误、D正确.
8.如图所示,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为l,管内外水银面高度差为h,若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则(A)
A.h,l均变大 B.h,l均变小
C.h变大l变小 D.h变小l变大
解析:根据pV=C,l变大,p变小,根据p=p0-ρgh,h变大,A选项正确.
9.如图所示,D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程,则下列说法正确的是(A)
A.D→A是一个等温过程
B.A→B是一个等温过程
C.A与B的状态参量相同
D.B→C体积减小,压强减小,温度不变
解析:D→A是一个等温过程,A对;A、B两状态温度不同,A→B是一个等容过程(体积不变),B、C错;B→C是一个等温过程,V增大,p减小,D错.
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