资源描述
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专题:气态方程与热力学定律
考点梳理
一、气态方程:
一定质量的理想气体,压强p,体积V,还有热力学温度T之间存在这样的关系:,热力学定律告诉我们:改变内能的方式有做功和热传递.
二、注意:
(1)化学中有过克拉伯龙方程: (恒量的值取决于气体的摩尔数)
对一摩尔的任何气体来说:标准状况下
在国际单位制中:p0=1.013×105 N/m2,V0=22.4×10-3m3/mol,T0=273 K
得:R=8.31 J/mol·K(普适恒量)
(2)理想气体分子间作用力可以忽略,也就忽略了分子势能的变化,内能的变化只考虑分子动能的变化,对于一定的理想气体而言,分子平均动能的标志是温度,所以温度上升就表明内能增加,温度下降就表示内能减小。
金题精讲
题一
题面: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,现用力迅速拉活塞,使气体体积膨胀到2V,则( )
A.气缸内气体的压强大于p/2
B.气缸内气体压强小于p/2
C.外界对气体做功
D.气体分子平均动能减小
题二
题面:在绝热的气缸内封闭着质量、体积和种类都相同的两部分气体A和B(不计气体分子之间的作用力),中间用导热的固定隔板P隔开。若不导热的活塞Q在外力作用下向外移动时,下列论述:
①气体B压强减小,内能减小;
②气体B压强减小,内能不变;
③气体A压强减小,内能减小;
④气体A压强不变,内能不变。其中正确的是( )
A.只有②④正确
B.只有①③正确
C.只有②③正确
D.只有①④正确
题三
题面:如图所示,导热气缸开口向下,内有理想气体,气缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气。活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止。现给砂桶底部钻一个小洞,细砂慢慢漏出,外部环境温度恒定,则( )
A.气体压强增大,内能不变
B.外界对气体做功,气体温度不变
C.气体体积减小,压强增大,内能减小
D.外界对气体做功,气体内能增加
题四
题面:有一根两端开口的玻璃管长75 cm,把它竖直插入水银中48 cm,封闭上口后慢慢将它提起,当玻璃管的下端离开水银面时,管内留住的水银有多长?已知此时的大气压是750 mmHg.
题五
左
右
题面:—个密闭的气缸,被活塞分成体积相等的左右两室,气缸壁与活塞是不导热的,它们之间没有摩擦。两室中的气体的温度相等,如图所示。现利用右室中的电热丝对右室中的气体加热一段时间。达到平衡后, 左室的体积变为原来体积3/4, 气体的温度T1=300K。求右室气体的温度。
课后拓展练习
注:此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目,故不在课堂中讲解,请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.
题一
题面:如图所示,在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L,当空气柱的温度为14℃时,左臂水银柱的长度h1=10cm,右臂水银柱长度h2=7cm,气柱长度L=15cm;将U形管放入100℃水中且状态稳定时,h1变为7cm。分别写出空气柱在初末两个状态的气体参量,并求出末状态空气柱的压强和当时的大气压强(单位用cmHg)。
题二
题面:如图所示,将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中,则金属罐在水中缓慢下降过程中,罐内空气(可视为理想气体)( )
A.内能增大 B.分子间的平均距离减少 C.从外界吸热 D.对外界做正功
题三
题面:如图所示,电路与一绝热密闭气缸相连,R为电阻丝,气缸内有一定质量的理想气体,外界大气压恒定。闭合电键后,绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动,则下列说法正确的是( )
A.气体的内能增加
B.气体分子平均动能不变
C.电热丝放出的热量等于气体对外所做的功
D.气体的压强不变
讲义参考答案
题一答案:BD
题二答案:B
题三答案:AB
题四答案:30 cm.
题五答案:500 K
课后拓展练习
题一
答案:72.25 cmHg 75.25 cmHg
详解:对于封闭的空气柱(设大气压强为p0)
初态:p1= p0+ h2- h1 =( p0-3)cmHg
V1=LS=15S(cm3) T1=287 K
末态:h1′=7cm,h2′=10cm,故压强p2= p0+ h2′- h1′=(p0+3)cmHg
V2=(L+3)S=18S(cm3) T2=373 K
由理想气体状态方程得p1V1/T1= p2V2/T2.
解得,大气压强为p0=72.25 cmHg
在100℃水中时,空气柱压强为p2=75.25 cmHg
题二
答案:B
详解:下降越深,罐内空气的压强越大,再温度不变的情况下,气体的体积越小,分子间的平均距离减少,外界对气体做功,选项B正确,D错误;温度不变,罐内空气的内能不变,选项A错误;外界对气体做功,罐内空气的内能不变,根据热力学第一定律可知,气体一定放热,选项C错误。
题三
答案:AD
详解:活塞缓慢移动,根据活塞的平衡条件可知,气体的压强不变,选项D正确;气体的压强不变,体积增大,气体的温度一定升高,气体的内能增加,气体分子平均动能增大,A正确,B错误;体积增大,气体一定对外做功,又内能增加,根据热力学第一定律可知:电热丝放出的热量大于气体对年所做的功,C错误。
薄雾浓云愁永昼, 瑞脑消金兽。 佳节又重阳, 玉枕纱厨, 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后, 有暗香盈袖。 莫道不消魂, 帘卷西风, 人比黄花瘦。
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