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第二章 固体、液体和气体
第八节 气体实验定律(Ⅱ)
1.了解一定质量的气体的等容变化与等压变化.
2.知道查理定律与盖—吕萨克定律的表达式及适用条件.
3.理解p-T图象与V-T图象的物理意义.
4.会运用气体变化规律解决实际问题.
1.在探究查理定律的实验中,研究对象是锥形瓶内的密封气体,研究它的压强和热力学温度的关系,实验得到的p-T图线是一条过原点的直线.
2.如图所示,是一定质量气体的等容线,若气体从状态A变化到状态B,则变化过程可表达为==.
3.如图所示,是一定质量气体的等压线,这说明体积与热力学温度成正比,若气体从状态A变化到状态B,则其变化过程可表示为==.
4.严格来讲,三个实验定律仅适用于理想气体,但对于实际气体,在压强不太大,温度不太低的条件下,近似符合气体实验定律.
5.气体的三个实验定律都可以从分子动理论的观点来定性解释,都是从压强的微观意义入手的,体积对应于微观量的分子密集程度,温度对应微观量的分子的平均动能,这样,就可以分析压强、体积、温度三个状态参量中,一个参量不变时,另外两个参量的变化规律.
1.(多选)描述一定质量的气体等容变化A到B过程的图象是(CD)
解析:等容变化时,p-T图象为正比例函数,故A、B错误;pt图象为一次线性函数.故C、D正确.
2.一定质量的理想气体的pt图象如下图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,体积(D)
A.一定不变
B.一定减小
C.一定增加
D.不能判定怎样变化
解析:图中横坐标表示的是摄氏温度t.若BA的延长线与t轴相交在-273 ℃,则表示A到B过程中体积是不变的.但是,由图中无法做出这样的判定.
3.对于一定质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的二倍,则气体温度的变化情况是(B)
A.气体的摄氏温度升高到原来的二倍
B.气体的热力学温度升高到原来的二倍
C.气体的摄氏温度降为原来的一半
D.气体的热力学温度降为原来的一半
解析:一定质量的气体体积不变时,压强与热力学温度成正比,即=,得T2==2T1,B正确.
4.描述一定质量的气体作等容变化的过程的图线是下图中的哪些(D)
解析:等容变化的过程的pt图在t轴上的交点坐标是(-273 ℃,0),D正确.
5.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上.其原因是,当火罐内的气体(B)
A.温度不变时,体积减小,压强增大
B.体积不变时,温度降低,压强减小
C.压强不变时,温度降低,体积减小
D.质量不变时,压强增大,体积减小
解析:体积不变,当温度降低时,由查理定律=C可知,压强减小,故B项正确.
6.对于一定量的某种理想气体,若用N表示单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数,则(C)
A.当体积减小时,N必定增加
B.当温度升高时,N必定增加
C.当压强不变而体积和温度变化时,N必定变化
D.当压强不变而体积和温度变化时,N可能不变
解析:由于气体压强是由大量气体分子对器壁的碰撞作用而产生的,其值与分子密度及分子平均速率有关;对于一定质量的气体,压强与温度和体积有关.若压强不变而温度和体积发生变化(即分子密度发生变化时),N一定变化,故C正确、D错误;若体积减小且温度也减小,N不一定增加,A错误;当温度升高,同时体积增大时,N也不一定增加,故B错误.
7.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象,由图象可知(D)
A.pA>pB B.pC<pB
C.VA<VB D.pA<pB
解析:由图象可知=,所以,B点和C点的压强相等.A点和B点的体积相同.TB>TA,所以pB>pA.故D选项正确.
8.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管中水柱上升,则外界大气的变化可能是(A)
A.温度降低,压强增大 B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小 D.温度不变,压强减小
解析:设玻璃泡中气体压强为p,外界大气压为p′,则p′=p+ρgh,且玻璃泡中气体与外界大气压温度相同,液柱上升,气体体积减小,根据理想气体状态方程=C可知,变大,即变大,B、C、D三项均不符合要求,A正确.
9.如图所示,一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b,在此过程中,其压强(A)
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.始终不变 D.先增大后减小
解析:在VT图象中,各点与坐标原点连线的斜率的倒数表示压强的大小.斜率越小,压强越大.
10.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是(D)
A.当气体温度升高,气体的压强一定增大
B.当气体温度升高,气体的内能可能增大也可能减小
C.当外界对气体做功,气体的内能一定增大
D.当气体在绝热条件下膨胀,气体的温度一定降低
解析:理想气体温度升高时,气体的内能一定增大,但是压强不一定增大.当外界对气体做功时,若气体同时向外放热,则气体的内能不一定增大,而气体在绝热条件下膨胀时,气体对外做功,却不吸热也不放热,气体的内能一定减小,温度一定降低.
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