A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度
B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度
C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能
D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能
4．一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T.经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是（ ）
A．先等温膨胀，再等容降温B．先等温压缩，再等容降温
C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温压缩
5．下列图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，t表示摄氏温度．各图中正确描述一定质量的理想气体等压变化规律的是（ ）
6．在下列图中，不能反映一定质量的理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化后，又可以回到初始状态的图是（ ）
7.
图5
一定质量的理想气体沿着图5所示的方向发生状态变化的过程中，该气体压强的变化是（ ）
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态a，压强不变
C．从状态a到状态b，压强增大
D．从状态b到状态c，压强不变
8.
图6
一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，如图6所示，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为T′时，气柱的高为（活塞与圆筒间摩擦不计）（ ）
A．T′h/TB．Th/T′
C．h
D．h
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
9.
图7
如图7所示，装有水银的细U形管与巨大的密封气罐A相连，左端封闭有一段空气柱，在气温为－23℃时，空气柱长为62cm，右端水银面比左端低40cm，当气温升到27℃时，U形管两边高度差增加了4cm，则气罐内气体在－23℃时的压强为________cmHg.
10．内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程之末，温度为50℃，压强为1.0×105Pa，体积为0.93L．在压缩冲程中，把气体的体积压缩为0.155L时，气体的压强增大到1.2×106Pa.这时混合气体的温度升高到多少摄氏度？
11.
图8
用销钉固定的活塞把容器分成A、B两部分，其容积之比VA∶VB＝2∶1.如图8所示，起初A中空气温度为127℃，压强为1.8×105Pa，B中空气温度为27℃，压强为1.2×105Pa，拔去销钉，使活塞可以无摩擦地移动但不漏气，由于容器缓慢导热，最后都变成室温27℃，活塞也停住，求最后A、B中气体的压强．
12.
图9
某压缩式喷雾器储液桶的容量为5.7×10－3m3.往桶内倒入4.2×10－3m3的药液后开始打气，假设打气过程中药液不会向外喷出，如图9所示．如果每次能打进2.5×10－4m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4atm，应打气几次？
这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？
（设标准大气压强为1atm）
第3节 理想气体的状态方程
课前预习练
1．气体实验定律 不太大 不太低 很大 很低 不太低不太大
2．压强 体积 热力学温度
3.
＝C
＝
4．C [理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵从气体实验定律的气体，A项错误；它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的抽象，故C正确，B、D是错误的．]
5．A [由理想气体状态方程
＝恒量得A项中只要压强减小就有可能，故A项正确；而B项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B项错；C项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大；D项中温度升高，压强减小，体积减小，导致
减小，故D项错误．]
6．AD [在p、V、T三个状态参量中，单独一个参量发生变化是不可能的，A正确；体积增大时，压强增大，温度升高，
可能会保持不变，B错误；不知压强变化情况，温度升高，体积不一定增大，C错误；压强增大而温度降低，体积必定减小，由于质量不变，因此密度一定增大，D正确．]
课堂探究练
1．D [由理想气体状态方程
＝
可判断，只有D项正确．]
方法总结 在确定气体质量不变的条件下，才可用理想气体状态方程．它是一定质量理想气体的几个状态参量之间的关系，与变化过程无关．
2．AD [气体的三个状态参量变化时，至少有两个同时参与变化，故D对；T不变时，由pV＝恒量知，A对；p不变时，由
＝恒量知，B错；V不变时，由
＝恒量知，C错．]
方法总结 应用理想气体状态方程判断状态变化问题时，应注意：
（1）三个状态参量压强、体积和温度中至少有两个状态参量发生变化．
（2）状态参量变化的分析可根据
＝常量进行分析．
3．C [从已知p－V图上可知TB>TA.为确定它们之间的定量关系，可以用p－V图上的标度值代替压强和体积的大小，代入理想气体状态方程
＝
得
＝
，TB＝6TA.]
方法总结 理解理想气体状态方程的实质，即一定质量的理想气体在状态参量变化时有
＝C，C为常量．解题时应明确初、末状态的参量，而后再列方程求解．
4．BCD [本题是用p—T图象表示气体的状态变化过程．四条直线段只有ab段是等容过程．
即ab过程中气体体积不变，选项A是错误的，其他三个过程并不是等容变化过程．
如图所示连接Oc和Od，则Oba、Oc、Od都是一定质量理想气体的等容线，依据p—T图中等容线的特点（斜率越大，气体体积越小），比较这几条图线的斜率即可得出Va＝Vb>Vd>Vc.同理，可以判断bc、cd和da线段上各点所表示的状态的体积大小关系，选项B、C、D正确．]
方法总结 由解题过程可以看出：
利用图象解题，常常需添加辅助线，适当地添加辅助线，可利用图象有关特点，使解题过程更加简捷．
5．
（1）TB＝600K TC＝600K TD＝300K
（2）见解析
解析 由p－V图可以直观地看出气体在A、B、C、D各状态下压强和体积：
VA＝10L，pA＝4atm，pB＝4atm，pC＝2atm，VC＝40L，pD＝2atm，VD＝20L.
（1）根据理想气体状态方程有
＝
＝
可得TC＝
TA＝
×300K＝600KTD＝
TA＝
×300K＝300K，BC是等温膨胀过程，故TB＝TC＝600K
（2）由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有pBVB＝pCVC
得VB＝
＝
L＝20L
在V－T图上，状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态点依次连接，如右图所示，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程．
方法总结 涉及图象问题时，要明确图象的物理意义和特点，区分不同的物理过程，根据理想气体状态方程确定各状态的状态参量．
6．VA＝4L，VC＝VB＝8L，VD＝10.7L V—T图见解析
解析 A→B为等温过程，由玻意耳定律pAVA＝pBVB
所以VA＝
VB＝
L＝4L
B→C为等容过程，所以VC＝VB＝8L
C→D为等压过程有
＝
，VD＝
VC＝
×8L＝
L＝10.7L．此过程的V—T图如下：
方法总结
（1）首先要利用理想气体状态方程准确地求出各状态的状态参量．
（2）其次要熟练掌握三个实验定律图象的特点，根据状态变化过程画图象．
（3）注意过原点的直线要用虚线表示．
7．3.2atm
解析 以2kg气体为研究对象，设钢筒的容积为V.
初状态：
p1＝4atm，V1＝2V/3，T1＝250K.
末状态：
V2＝V，T2＝300K.
由理想气体状态方程得：
＝
.
筒内气体压强p2＝
＝4×2×300/（3×250）atm＝3.2atm.
方法总结 对于变质量问题，如果在研究对象上做一下处理，可以使变质量问题转变为定质量的问题．如本题的做法是选取筒内的2/3质量为研究对象，这样，初始状态体积占钢筒体积的2/3，终了状态占钢筒的全部体积．
8．23.8kg
解析 气体初态：
p1＝9.8×104Pa，V1＝20m3，T1＝280K
末态：
p2＝1.0×105Pa，体积V2，T2＝300K
由状态方程：
＝
所以V2＝
V1＝
m3＝21.0m3
因V2>V1，故有气体从房间内流出．
房间内的气体质量m2＝
m1＝
×25kg＝23.8kg
方法总结
（1）选房间内原来空气为研究对象．
（2）由状态方程求状态变化后的体积．
（3）根据体积变化判断气体流入、流出房间的情况．
（4）由比例式求室内空气的质量．
课后巩固练
1．CD [气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，故答案为C、D.]
2．AD [理想气体是指严格遵守气体实验三定律的气体，实际的气体在压强不太大、温度不太低时可以认为是理想气体，A、D对；理想气体分子间几乎没有分子力，但分子有大小，B错．]
3．BC [据理想气体的性质可知，
＝
，因为p甲4．BD [根据理想气体的状态方程
＝C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最后压强p肯定不是原来值，A错；同理可以确定C也错，正确选项为B、D.]
5．ACD [一定质量的理想气体在等压变化中，压强不变，体积V与热力学温度T成正比．其中B图明显看出气体压强减小，A、C、D对，B错．]
6．AD [根据p－V、p－T、V－T图象的意义可以判断，其中选项D显示的是理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．p－V图中等温线应为双曲线，故A图中无等温变化过程．]
7．AC [在V－T图象中，过原点的直线为等压线，直线的斜率越大，气体的压强越小．分别作过a、b、c、d四点的等压线，则有pb>pc>pd>pa，故A、C正确．]
8．C [设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力F＝kh，由此产生的压强
＝
（S为容器的横截面积）．取封闭的气体为研究对象：
初状态：
（T，hS，
）；末状态：
（T′，h′S，
），由理想气体状态方程
＝
，得h′＝h
，故C选项正确．]
9．140
解析 因汽缸体积大，与细U形管相比，可认为状态发生变化时气体体积是不变的．汽缸中的气体在T1＝273K－23K＝250K时，压强为p1，当温度升到27℃即T2＝300K时，压强为p2，根据查理定律
＝
，有p2＝
p1
以左边细管中的气柱为研究对象T1′＝250K，p1′＝p1－40，V1′＝62S，当T2′＝300K时，p2′＝p2－44，V2′＝
S＝60S
根据理想气体状态方程
＝
，代入数据得
＝
，
整理后得：
31p1－25p2＝140，将p2＝
p1代入解得p1＝140cmHg
10．373℃
解析 找出汽缸内混合气体初、末状态的参量，运用理想气体状态方程即可求解．气体初状态的状态参量为
p1＝1.0×105Pa，V1＝0.93L，T1＝（50＋273）K＝323K.
气体末状态的状态参量为
p2＝1.2×106Pa，V2＝0.155L，T2为末知量．
由
＝
可求得T2＝
T1.
将已知量代入上式，得
T2＝
×323K＝646K.
混合气体的温度
t＝（646－273）℃＝373℃.
11．A、B中气体的最后压强均为1.3×105Pa
解析 对A气体，初态：
pA＝1.8×105Pa，VA＝2V，TA＝400K.
末态：
pA′＝？
，VA′＝？
，TA′＝300K.
由理想气体状态方程
＝
得
＝
.①
对B气体，初态：
pB＝1.2×105Pa，VB＝V，TB＝300K.
末态：
pB′＝？
，VB′＝？
TB′＝300K.
由气态方程
＝
得
＝
.②
又VA＋VB＝VA′＋VB′，③
pA′＝pB′.④
由①②③④得pA′＝pB′＝1.3×105Pa.
12．18次 可以全部喷出
解析 设标准大气压为p0，药桶中空气的体积为V，打气N次后，喷雾器中的空气压强达到4个标准大气压，打入的气体在1atm下的体积为V′
根据理想气体状态方程的分列式，得
p0V＋p0NV′＝4p0V
其中V＝5.7×10－3m3－4.2×10－3m3＝1.5×10－3m3
V′＝0.25×10－3m3
代入数值，解得N＝18
当空气完全充满储液桶后，如果空气压强仍然大于标准大气压，则药液可以全部喷出．
由于温度不变，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，得p＝
解得p＝1.053p0>p0
所以药液可以全部喷出．
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