答案:
D
解析:
由V-T图可以看出由A→B是等容进程,TB>TA,故pB>pA,A、C错误,D正确;由B→C为等压进程pB=pC,故B错误。
4.如图所示,是必然质量的理想气体三种升温进程,那么,以下四种解释中,哪些是正确的( )
A.a→d的进程气体体积增加
B.b→d的进程气体体积不变
C.c→d的进程气体体积增加
D.a→d的进程气体体积减小
答案:
AB
解析:
在p-T图上的等容线的延长线是过原点的直线,且体积越大,直线的斜率越小。
由此可见,a状态对应体积最小,c状态对应体积最大。
所以选项A、B是正确的。
5.对于必然质量的气体,在体积不变时,压强增大到原来的二倍,则气体温度的转变情况是( )
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
答案:
B
解析:
必然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。
6.2009年2月2日中午中国南极昆仑站正式开始并投入利用,它将帮忙咱们占据南极科考制高点,对我国空间科学研究和空间安全监测具有重要意义。
在南极,考察队员要忍受-50℃~-60℃的温度。
假设一考察队员携带一密闭仪器,原先在温度是27℃时,内部压强为1×105Pa,当在南极温度为-53℃时,其内部压强变成多少?
答案:
×104Pa
解析:
密闭仪器,体积必然,按照查理定律
=
得p2=
p1=
×1×105Pa≈
×1×105Pa≈×104Pa
7.(嘉定模拟)如图所示,上端开口的滑腻圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将必然质量的气体和一形状不规则的固体A封锁在汽缸内。
在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动。
开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm。
g取10m/s2求:
(1)活塞的质量;
(2)物体A的体积。
答案:
(1)4kg
(2)640cm3
解析:
(1)设物体A的体积为ΔV。
T1=300K,p1=×105Pa,V1=60×40-ΔV
T2=330K,p2=×105+
)Pa,V2=V1
T3=360K,p3=p2,V3=64×40-ΔV
由状态1到状态2为等容进程
=
代入数据得m=4kg
(2)由状态2到状态3为等压进程
=
代入数据得ΔV=640cm3
能力提升
1.粗细均匀,两头封锁的细长玻璃管中,有一段水银柱将管中气体分为A和B两部份,如图所示,已知两部份气体A和B的体积关系是VB=3VA,将玻璃管温度均升高相同温度的进程中,水银将( )
A.向A端移动
B.向B端移动
C.始终不动
D.以上三种情况都有可能
答案:
C
解析:
由于两边气体初状态的温度和压强相同,所以升温后,增加的压强也相同,因此,水银不移动。
2.(海口高二检测)如图所示,某同窗用封有气体的玻璃管来测绝对零度,当容器水温是30℃时,空气柱长度为30cm,当水温是90℃时,空气柱的长度是36cm,则该同窗测得的绝对零度相当于多少摄氏度( )
A.-273℃B.-270℃
C.-268℃D.-271℃
答案:
B
解析:
由等压转变知
=
所以有
=
,
即
=
,ΔT=300,
所以绝对零度应是30℃-300℃=-270℃,B对。
3.如图为的某种理想气体压强和温度关系图线,p0为标准大气压,则在状态B时,气体体积为多少?
答案:
解析:
由图可知理想气体在C点为标准大气压下,又知气体的物质的量为,故气体体积VC=×mol=。
气体从C→A为等容转变,故VC=VA=,而从A→B为等压转变,由盖·吕萨克定律知:
=
,所以
=
得:
VB=。
4.(2012·潍坊模拟)如图所示,A气缸顶用活塞封锁有必然质量的理想气体,温度为27℃,活塞与气缸底部距离为h,活塞截面积为S。
气缸中的活塞通过滑轮系统挂一重物,质量为m。
若不计一切摩擦,当气体的温度升高10℃且系统稳定后,求重物m下降的高度。
答案:
h
解析:
初末状态,物块静止,可知绳中拉力大小相等,分析活塞可知,气体发生等压转变。
由盖·吕萨克定律知:
=
=
,V1=Sh,ΔV=SΔh
T1=300K,解得Δh=
ΔT=
h。
5.如图所示,水平放置的气缸内壁滑腻,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧气缸的容积为V0,A、B之间容积为,开始时活塞在A处,缸内气体压强为(p0为大气压强),温度为297K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B。
求:
(1)活塞移动到B时,缸内气体温度TB;
(2)画出整个进程的p-V图线;
答案:
(1)363K
(2)如图所示
解析:
(1)活塞由A移动到B的进程中,先做等容转变,后做等压转变。
由气态方程得
=
=
解得TB=363K。
(2)如上图所示
6.(2012·济南高三检测)1697年法国物理学家帕平发明了高压锅,高压锅与普通铝锅不同,锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧,加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈,所以锅盖与锅体之间不会漏气,在锅盖中间有一排气孔,上面再套上类似砝码的限压阀,将排气孔堵住(如图)。
当加热高压锅,锅内气体压强增加到必然程度时,气体就把限压阀顶起来,这时蒸气就从排气孔向外排出。
由于高压锅内的压壮大,温度高,食物容易煮烂。
若已知排气孔的直径为0.3cm,外界大气压为×105Pa,温度为20℃,要使高压锅内的温度达到120℃,则限压阀的质量应为多少?
答案:
解析:
选锅内气体为研究对象,则
初状态:
T1=293K,p1=×105Pa
末状态:
T2=393K
由查理定律得
p2=
=
Pa=×105Pa。
对限压阀受力分析可得
mg=p2S-p1S=(p2-p1)S=(p2-p1)π·
=×105-×105)××
N=,
所以m=。