高中物理8-3理想气体的状态方程同步练习新人教版选修3-3
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8.3理想气体的状态方程一、单选题1.对于一定质量的理想气体,下列状态变化中可能的是( )A.使气体体积增加而同时温度降低B.使气体温度升高,体积不变、压强减小C.使气体温度不变,而压强、体积同时增大D.使气体温度升高,压强减小,体积减小2.对于理想气体方程pV/T=常量,下列叙述正确的是()A.质量相同的不同种气体,恒量—定相同B.质量不同的不同种气体,恒量一定不相同C.摩尔数相同的任何气体,恒量一定相等D.标准状态下的气体,恒量一定相同3.下图中A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A的温度为T A,状态B的温度为T B;由图可知()A. T B=2T AB.T B=4T AC.T B=6T AD.T B=8T A4.一圆筒形真空容器,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,如图所示。
在活塞下方注入一定质量的理想气体,当温度为T时,气柱高为h,则当温度为T 时,气柱高为( )A.T hT' B.Th T 'C. D.5.如图表示一定质量的理想气体从状态1经过状态2和3,最终又变回到状态1。
那么,在p T -图像中,反映了上述循环过程的是( )A. B.C. D.6.如图所示,一定质量的理想气体用质量为M 的活塞封闭在容器中,活塞与容器间光滑接触,在图中三种稳定状态下的温度分别为123T T T 、、,体积分别为123V V V 、、且123V V V <=,则123T T T 、、的大小关系为( )A.123T T T ==B.123T T T <<C.123T T T >>D.123T T T <=二、多选题7.下列关于理想气体的相关说法正确的是( )A.理想气体分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计B.理想气体的分子不再做无规则运动了C.理想气体的分子间除碰撞外不存在相互作用力D.理想气体没有分子势能,内能只由温度和物质的量来决定8.要使质量—定的理想气体由某一状态经过一系列状态变化,最后再回到初始状态,下列各过程可能实现这个要求的是( )A.先等容放热,再等压升温,最后等温压缩B.先等温膨胀,再等压升温,最后等容吸热C.先等容吸热,再等温膨胀,最后等压降温D.先等压升温,再等容吸热,最后再等温膨胀9.如图所示,一定量的理想气体从状态a 变化到状态b .在此过程中( )A.气体温度一直降低B.气体内能一直增加C.气体一直对外做功D.气体一直从外界吸热E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功10.一定质量的理想气体,封闭在带活塞的汽缸中,气体从状态a出发,经历ab、bc、cd、da四个过程回到状态a,各过程的压强P与温度T的关系如图所示,其中气体不对外界做功,外界也不对气体做功的过程是()A.ab过程B.bc过程C.cd过程D.da过程11.装有两种不同气体的容积相同的的两个容器A、B,用均匀的长直玻璃管水平连接,管内有一段水银柱,将两部分气体隔开,当A的温度低于B的温度17℃时,水银恰好平衡,位于管中央,如图所示。
高二新人教版物理选修3-3同步练习8-3 理想气体的状态方程 Word版含答案第三节理想气体的状态方程基础夯实1(关于理想气体,下列说法正确的是( )A(理想气体能严格遵守气体实验定律B(实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下,可看成理想气体C(实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体D(所有的实际气体任何情况下,都可以看成理想气体答案:AC解析:理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体~A选项正确。
它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象~故C正确。
2((2012?安丘高二检测)一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p、V、T,在另一平衡状态下的压强、111体积和温度分别为p、V、T,下列关系正确的是( ) 2221A(p,p,V,2V,T,T 12121221B(p,p,V,V,T,2T 1212122C(p,2p,V,2V,T,2T 121212D(p,2p,V,V,T,2T 121212答案:D3(一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用下图上的直线ABC 来表示,在A、B、C三个状态上,气体的温度T、AT、T相比较,大小关系为( ) BCA(T,T,T B(T>T>T BACABCC(T>T,T D(T<T,T BACBAC答案:C解析:由图中各状态的压强和体积的值可知:pVp?V,p?V<p?V~因为,恒量~可知T,T<T。
另外从AACCBBACBT图中也可知A、C处在同一等温线上~而B处在离原点更远的一条等温线上~所以T>T,T。
BAC4((2012?青岛模拟)如图,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截,32面积为5×10m,一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭5在汽缸内,其压强为________Pa(大气压强取1.01×10Pa,g取10N/kg)。
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第3节理想气体的状态方程1.关于理想气体,下列说法正确的是( )A.温度极低的气体也是理想气体 B.压强极大的气体也遵从气体实验定律C.理想气体是对实际气体的抽象化模型 D.理想气体实际并不存在2.关于理想气体,下列说法中哪些是正确的( )A.理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B.理想气体的分子没有体积C.理想气体是一种理想模型,没有实际意义D.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可当成理想气体3.甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体,已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙,且p甲〈p乙,则( )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()7.一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8.一圆筒形真空容器,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/T B.Th/T′C.h T′/T D.h T/T′9.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62 cm,右端水银面比左端低40 cm,当气温升到27℃时,U形管两边高度差增加了4 cm,则气罐内气体在-23℃时的压强为________ cmHg。
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理想气体的状态方程题组一理想气体及其状态方程1.关于理想气体,下列说法不正确的是()A。
理想气体能严格遵守气体实验定律B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体C。
实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体解析:理想气体是在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体,A正确;它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的近似,故C正确,B、D错误。
答案:BD2。
对于理想气体方程=恒量,下列叙述正确的是()A.质量相同的不同种气体,恒量一定相同B。
质量不同的不同种气体,恒量一定不相同C.物质的量相同的任何气体,恒量一定相等D。
标准状态下的气体,恒量一定相同答案:C3.对一定质量的气体,下列说法正确的是()A。
温度发生变化时,体积和压强可以不变B。
温度发生变化时,体积和压强至少有一个发生变化C.如果温度、体积和压强三个量都不变化,我们就说气体状态不变D。
只有温度、体积和压强三个量都发生变化,我们就说气体状态变化了解析:p、V、T三个量中,可以两个量发生变化,一个量恒定,也可以三个量同时发生变化,而一个量变化,另外两个量不变的情况是不存在的,气体状态的变化就是p、V、T的变化.故B、C 说法正确。
【成才之路】2016高中物理 第8章 第3节 理想气体的状态方程同步练习 新人教版选修3-3基础夯实一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)1.为了控制温室效应,各国科学家提出了很多方式和假想。
有人按照液态CO 2密度大于海水密度的事实,假想将CO 2液化后,送入深海海底,以减小大气中的CO 2的浓度。
为使CO 2液化,最有效的办法是( )A .减压、升温B .增压、升温C .减压、降温D .增压、降温答案:D解析:要将CO 2液化需减小体积,按照pVT=C ,知D 选项正确。
2.有必然质量的理想气体,若是要使它的密度减小,可能的办法是( ) A .维持气体体积必然,升高温度 B .维持气体的压强和温度必然,增大体积 C .维持气体的温度必然,增大压强 D .维持气体的压强必然,升高温度 答案:D解析:由ρ=m /V 可知,ρ减小,V 增大,又由pV T=C 可知A 、B 、C 错,D 对。
3.必然质量的理想气体,经历一膨胀进程,这一进程可以用下图上的直线ABC 来表示,在A 、B 、C 三个状态上,气体的温度T A 、T B 、T C 相较较,大小关系为( )A .TB =T A =TC B .T A >T B >T C C .T B >T A =T CD .T B <T A =T C答案:C解析:由图中各状态的压强和体积的值可知:p A ·V A =p C ·V C <p B ·V B ,因为pVT=恒量,可知T A =T C <T B 。
另外从图中也可知A 、C 处在同一等温线上,而B 处在离原点更远的一条等温线上,所以T B >T A =T C 。
4.关于理想气体的状态转变,下列说法中正确的是( )A .必然质量的理想气体,当压强不变而温度由100℃上升到200℃时,其体积增大为原来的2倍B .气体由状态1转变到状态2时,必然知足方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2C .必然质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍D .必然质量的理想气体压强增大到原来的2倍,可能是体积不变,热力学温度加倍 答案:CD解析:必然质量的理想气体压强不变,体积与热力学温度成正比。
第3节理想气体的状态方程1.了解理想气体模型,知道实际气体可以近似看成理想气体的条件。
2.能够从气体实验定律推导出理想气体的状态方程。
3.掌握理想气体状态方程的内容、表达式和适用条件,并能应用理想气体的状态方程分析解决实际问题。
一、理想气体1.定义:在任何温度、任何压强下都严格遵从□01气体实验定律的气体。
2.理想气体与实际气体二、理想气体的状态方程1.内容:一定质量的某种理想气体,在从状态1变化到状态2时,尽管p、V、T都可能03热力学温度的比值保持不变。
改变,但是□01压强跟□02体积的乘积与□2.公式:□04pV T =C 或□05p 1V 1T 1=p 2V 2T 2。
3.适用条件:一定质量的□06某种理想气体。
判一判(1)一定质量的理想气体,先等温膨胀,再等压压缩,其体积必小于起始体积。
( ) (2)气体的状态由1变到2时,一定满足方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2。
( ) (3)描述气体的三个状态参量中,可以保持其中两个不变,仅使第三个发生变化。
( ) 提示:(1)× (2)× (3)×课堂任务 对理想气体的理解理想气体的特点1.严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。
2.理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可以忽略不计,分子可视为质点。
3.理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力,故无分子势能,理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和,一定质量的理想气体内能只与温度有关。
例1 (多选)关于理想气体,下面说法哪些是正确的( )A.理想气体是严格遵守气体实验定律的气体模型B.理想气体的分子没有体积C.理想气体是一种理想模型,没有实际意义D.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可当成理想气体[规范解答] 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高、温度不太低时可以认为是理想气体,A、D正确。
理想气体分子间没有分子力,但分子有大小,B错误。
8.3理想气体的状态方程每课一练(人教版选修3・3)1.关于理想气体,下列说法正确的是()A.温度极低的气体也是理想气体B.压强极大的气体也遵从气体实验定律C・理想气体是对实际气体的抽象化模型D.理想气体实际并不存在【解析】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.【答案】CD2.(2013-启东检测)一气泡从30 m深的海底升到海面,设水底温度是4 °C,而p2=Po~\Op 笊 g, p\=po+p^4Op水g,即借“,故倉4.故选水面温度是15 °C,那么气泡在海面的体积约是水底时的()A. 3倍B. 4倍C. 5倍D. 12 倍根据理想气体状态方程:眯一警,知竹一骼,【解析】其中右=(273+4)K=277 K, 7^ = (273 +15) K=288 KB项.【答案】B3.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用图8-3-2 ±的直线/BC来表示,在/、B、C三个状态上,气体的温度乙、T B、比相比较, 大小关系为()A・T B=T A =T C B・T A>T B>T CC・T B>T A =T C D・T B<T A=T C【解析】由图中各状态的压强和体积的值可知:P A'V A=P C V C<P B'V B,因为¥=恒量,可知T A =T C<T B•另外从图中也可知/、C处在同一等温线上,而B处在离原点更远的一条等温线上,所以T B>T A【答案】C4.在冬季,装有半瓶热水的暧水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔岀来,其中主要原因是()A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小c. H天气温升高,大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小【解析】暖水瓶内封闭有一定量的空气,经过一天后,封闭空气的温度降低,而体积几乎未变,根据查理定律封闭气体的压强变小,小于大气压,所以很难把木塞拔下来,D项正确.【答案】D5.图8-3-3为一定质量的气体的两条等温线,则下列关于各状态温度的说法正确的有()图8-3-3A. =B・t B=t cC. tc>tD 【解析】D・由等温线意义可知S = tB, tc=tD, A对,C错;作p轴的平行线,与两等温线的交点分别为B、C, 7相同,pc>PB,由^y=c可知tc>t B, t D>t A.B 错,D对.【答案】AD6.如图8-3-4所示,三根粗细一样的玻璃管中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱,空气柱体积7甲=7乙>7丙,水银柱长度/n心乙=力丙.若升高相同的温度,则管中水银柱向上移动最多的是()甲乙丙图8_3—4A.丙管B.甲管和乙管C・乙管和丙管 D.三管上移一样多【解析】甲、乙、丙三管中的气体均发生等压变化,由盖一吕萨克定律推论#=等得V由题意可知V^=V c>V丙T. = T乙=7\,心=贞乙=AT丙所以\V;=\V乙>△/丙,故选项B正确.【答案】B7.(2013-兰州高二检测)如图8-3-5所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高A,能使h变大的原因是()图8-3-5A・环境温度升高B・大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D・U形玻璃管自由下落【解析】对于左端封闭气体,温度升高,由理想气体状态方程可知:气体发生膨胀,力增大,故A对.大气压升高,气体压强将增大,体积减小,力减小,故B错.向右管加水银,气体压强增大,内、外压强差增大,力将增大,所以C 对.当管自由下落时,水银不再产生压强,气压压强减小,变大,故D正确.【答案】ACD8.(2012-福建高考)空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L,现再充入1.0 atm的空气9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐屮气体压强为()A. 2.5 atm B・ 2.0 atmC・ 1.5 atm D・ 1.0 atm【解析】p\Vx+p2v2=pV(其中代入数据解得p=2.5 atm,故A正确.【答案】A9.(2012-重庆高考)图8-3-6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.若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是()玻璃管/ — •图 8_3_6A.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,压强减小玻璃管内水柱上升,可能是玻璃泡内的空气的温度降低,即外界 大气的温度降低所引起的,也可能是外界大气压增大,迫使液柱上升,故只有A 正确.【答案】A10. 如图8-3-7,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为5X10~3m 2,一定质量的气体被质量为2.0 kg 的光滑活塞封闭在汽缸内,其压强为_______ Pa (大气压强取1.01X105Pa, g 取10N/kg ).若从初温27 °C 开始加热气 体,使活塞离汽缸底部的高度由0.5 m 缓慢变为0.51 m,则此时气体的温度为 _______ °C.【解析】p=po+晋=L05X " Pa【解析】由%L=皆知,r2 = 306 K,厲=33 °C. 【答案】 1.05 X 105 3311.用销钉固定的活塞把容器分成/、〃两部分,其容积之比V A: V B=2 : 1, 如图8 —3 —8所示.起初/中空气温度为127 °C,压强为1.8X105Pa, B中空气温度为27 °C,压强为1.2X105Pa.拔去销钉,使活塞可以无摩擦地移动(不漏气), 由于容器缓慢导热,最后都变成室温27 °C,活塞也停止,求最后/中气体的压强.A B图8-3-8【解析】设开始时气体/和〃的压强、体积、温度分别为刃、乙、乙和P B、%、5最终活塞停止时,两部分气体压强相等,用p表示;温度相同,用T表示;力和B的体积分别为匕/和.根据理想气体状态方程可得:气体辔=马二,①气体氏唱=哼,②活塞移动前后总体积不变,则V A r +V B r=V A+V B.③由①②③和已知V A=2V B可得:P=T(誥+绘尸300 X(7^+^U)X 11-3X105Pa.【答案】1.3X105Pa12.(2013 ±海金山区高二期末)如图8-3-9所示,固定的绝热气缸内有一质量为m的型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部加处连接一U型管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为%,活塞距离气缸底部为1.5/70, 两边水银柱存在高度差.已知水银的密度为°,大气压强为必,气缸横截面积为s,活塞竖直部分长为1.2/?o,重力加速度为g.试问:图 8_3_9(1) 初始时,水根柱两液面高度差多大?(2) 缓慢降低气体温度,两水银面相平吋温度是多少?【解析】 ⑴被封闭的气体压强P=P°+^=Po+pgh(2)降低温度直至液面相平的过程中,气体先等压变化,后等容变化. 初状态:P 】=F ()+竽,人= 1.5加,T 严To末状态:P2=Po, K 2=1.2/?O 5, T 2=? 根据理想气体状态方程半1=纬孑初始时, 液面高度差为h= m ps代入数据,得7*2 = 5Pos+5mg' 【答案】 4P O T QS 5P ()s+5mg。
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第3节理想气体的状态方程1.为了控制温室效应,各国科学家都提出了不少方法和设想.有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中CO2的浓度.为使CO2液化,最有效的措施是()A.减压、升温 B.增压、升温 C.减压、降温 D.增压、降温2.如图1所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象,关于这两个图象的正确说法是()A.甲是等压线,乙是等容线B.乙图中p-t线与t轴交点对应的温度是-273.15℃,而甲图中V -t线与t轴的交点不一定是-273.15℃.C.由乙图可知,一定质量的气体,在任何情况下都是p与t成直线关系D.乙图表明随温度每升高1℃,压强增加相同,但甲图随温度的升高压强不变3.向固定容器内充气,当气体压强为p,温度为27℃时,气体的密度为ρ,当温度为327℃,气体压强为1。
5p时,气体的密度为()A.0.25ρ B.0。
5ρ C.0。
75ρ D.ρ4.关于理想气体的状态变化,下列说法中正确的是()A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100℃上升到200℃时,其体积增大为原来的2倍B.气体由状态1变到状态2时,一定满足方程错误!=错误!C.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍D.一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,可能是体积加倍,热力学温度减半5.一定质量的理想气体,处在某一状态,经下列哪个过程后会回到原来的温度( )A.先保持压强不变而使它的体积膨胀,接着保持体积不变而减小压强B.先保持压强不变而使它的体积减小,接着保持体积不变而减小压强C.先保持体积不变而增大压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀D.先保持体积不变而减小压强,接着保持压强不变而使它的体积膨胀6。
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理想气体的状态方程1.关于理想气体的相关说法正确的是()A.理想气体分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计B.理想气体的分子不再做无规则运动了C.理想气体的分子间除碰撞外不存在相互作用力D.理想气体没有分子势能,内能只由温度和物质的量来决定解析:所有物质的分子包括理想气体的分子都在不停地做无规则运动.答案:ACD2.对一定质量的理想气体,下列状态变化中不可能的是( )A.使气体体积增大,同时温度降低、压强减小B.使气体温度升高,体积不变、压强减小C.使气体温度不变,而压强、体积同时增大D.使气体温度降低,压强减小、体积减小解析: 根据理想气体状态方程错误!=C知,V增大,T降低,如果压强减小,A可以实现;同理,D可以实现,B、C不可以实现,因此选B、C。
答案:BC3.为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是( )解析:由理想气体状态方程错误!=C知p=CT×错误!,选B.答案: B4.已知理想气体的内能与温度成正比.如图所示的实线为气缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中气缸内气体的内能()A.先增大后减小B.先减小后增大C.单调变化D.保持不变解析: 由图知气缸内理想气体状态的pV变化特点是先减小后增大,又因为错误!=C(常量)可知温度T先减小后增大,故气体内能先减小后增大,B正确.答案: B5.向固定容器内充气,当气体压强为p、温度为27 ℃时气体的密度为ρ,当温度为327 ℃、气体压强1.5p时,气体的密度为( )A.0.25ρB.0。
课时3 理想气体的状态方程[对点训练]知识点一·理想气体 理想气体的状态方程1.(多选)关于理想气体,下列说法正确的是( )A .理想气体能严格的遵守气体实验定律B .实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体C .实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体D .所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体答案 AC'解析 理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体,A 正确;理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象,故C 正确,B 、D 错误,故选A 、C 。
2.如图所示,A 、B 两点代表一定质量的理想气体的两个不同状态,状态A 的温度为T A ,状态B 的温度为T B 。
由图可知( )A .TB =2T A B .T B =4T AC .T B =6T AD .T B =8T A答案 C解析 由图可以知道,A 点的压强为2,体积为1;B 点的压强为3,体积为4;则由p 1V A T A =p 2V B T B ;T B T A =p 2V B p 1V A =3×42×1=6;所以C 正确。
3.(多选)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,再等温压缩答案 BD解析 先等温膨胀,根据理想气体状态方程可知,压强减小,后等容降温,压强减小,所以不可以回到初始压强,故A 错误;先等温压缩,压强增大,后等容降温,压强降低,经过一系列状态变化后,压强可能仍为p ,故B 正确;先等容升温,压强增大,后等温压缩,压强增大,所以不可能回到初始压强,故C 错误;先等容降温,压强降低,后等温压缩,压强增大,所以可以回到初始压强,故D 正确。
第三节 理想气体的状态方程基础夯实1.关于理想气体,下列说法正确的是( ) A .理想气体能严格遵守气体实验定律B .实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下,可看成理想气体C .实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下, 可看成理想气体D .所有的实际气体任何情况下,都可以看成理想气体 答案:AC解析:理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体,A 选项正确。
它是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象,故C 正确。
2.(2012·安丘高二检测)一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2,下列关系正确的是( )A .p 1=p 2,V 1=2V 2,T 1=12T 2B .p 1=p 2,V 1=12V 2,T 1=2T 2C .p 1=2p 2,V 1=2V 2,T 1=2T 2D .p 1=2p 2,V 1=V 2,T 1=2T 2 答案:D3.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用下图上的直线ABC 来表示,在A 、B 、C 三个状态上,气体的温度T A 、T B 、T C 相比较,大小关系为( )A .TB =T A =TC B .T A >T B >T C C .T B >T A =T CD .T B <T A =T C答案:C解析:由图中各状态的压强和体积的值可知:p A ·V A =p C ·V C <p B ·V B ,因为pVT=恒量,可知T A =T C <T B 。
另外从图中也可知A 、C 处在同一等温线上,而B 处在离原点更远的一条等温线上,所以T B >T A =T C 。
4.(2012·青岛模拟)如图,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为5×10-3m 2,一定质量的气体被质量为2.0kg 的光滑活塞封闭在汽缸内,其压强为________Pa(大气压强取1.01×105Pa ,g 取10N/kg)。
若从初温27℃开始加热气体,使活塞离汽缸底部的高度由0.5m 缓慢变为0.51m ,则此时气体的温度为________℃。
答案:1.05×10533解析:p =p 0+mgS=1.05×105PapV 1T 1=pV 2T 2,T 2=306K ,t 2=33℃ 5.如图所示为0.3mol 的某种气体的压强和温度关系p -t 图线。
p 0表示1个标准大气压。
求:(1)t =0℃气体体积为多大? (2)t =127℃时气体体积为多大?(3)t =227℃时气体体积为多大? 答案:(1)6.72L (2)6.72L (3)8.4L解析:(1)0℃时,p 0=1atm ,所以气体体积为V 0=0.3V mol =0.3×22.4L=6.72L (2)0℃~127℃,气体等容变化,故t =127℃时V 1=V 0=6.72L 。
(3)127℃~227℃气体等压变化,由V A T A =V B T B,知V B =T B T A V A =6.72×500400L =8.4L6.在温度等于50℃,压强为105Pa 时,内燃机气缸里混合气体的体积是0.93L ,如果活塞移动时,混合气体的体积缩小到0.5L ,压强增大到2.2×105Pa ,混合气体的温度变为多少℃?答案:109℃解析:p 1=105Pa ,V 1=0.93L ,T 1=(273+50)K =323Kp 2=2.2×105Pa ,V 2=0.5L由状态方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2得 T 2=p 2V 2T 1p 1V 1=2.2×105×0.5×323105×0.93K =382K t 2=T 2-273=109℃7.(2012·上海青浦区高三期末)一端开口的U 形管内由水银柱封有一段空气柱,大气压强为76cmHg ,当气体温度为27℃时空气柱长为8cm ,开口端水银面比封闭端水银面低2cm, 如下图所示,求:(1)当气体温度上升到多少℃时,空气柱长为10cm?(2)若保持温度为27℃不变,在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为6cm? 答案:(1)122.3℃ (2)28.7cm解析:(1)P 1=P 0-P h =74cmHgV 1=8·s T 1=300KP 2=P 0+P h =78cmHg V 2=10·s T 2=? P 1V 1T 1=P 2V 2T 2 T 2=395.3K t 2=122.3℃(2)P 3=?V 3=6·s T 3=300K P 1V 1T 1=P 3V 3T 3 P 3=98.7cmHg加入水银柱的长度为L =(98.7+2+2×2-76)cm =28.7cm能力提升1.在下图中,不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化,又回到原来状态的图是( )答案:D解析:根据p -V ,p -T 、V -T 图象的意义可以判断,其中选项D 显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化,与题意不符。
2.如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,能使h变大的原因是( )A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落答案:ACD解析:对于左端封闭气体,温度升高,由理想气体状态方程可知:气体发生膨胀,h增大,故A对。
大气压升高,气体压强将增大,体积减小,h减小,故B错。
向右管加水银,气体压强增大,内、外压强差增大,h将增大,所以C对。
当管自由下落时,水银不再产生压强,气压压强减小,h变大,故D正确。
3.一圆筒形真空容器,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,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 T ′/TD .h T /T ′答案:C解析: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f S=kh S (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 ,khS );末状态;(T ′,h ′S ,kh ′S ),由理想气体状态方程kh /S ·hS T =kh ′/S ·h ′S T ′,得h ′=hT ′T,故C 选项正确。
4.(2011·泉州高二检测)下图中A 、B 两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A 的温度为T A ,状态B 的温度为T B ;由图可知( )A .TB =2T A B .T B =4T AC .T B =6T AD .T B =8T A答案:C解析:对于A 、B 两个状态应用理想气体状态方程p A V A T A =p B V B T B 可得:T B T A =p B V B p A V A =3×42×1=6,即T B =6T A ,C 项正确。
5.如图所示,带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,其下部放入盛水的烧杯中。
注射器活塞的横截面积S =5×10-5m 2,活塞及框架的总质量m 0=5×10-2kg ,大气压强p 0=1.0×105Pa.当水温为t 0=13℃时,注射器内气体的体积为5.5mL 。
(g =10m/s 2)(1)向烧杯中加入热水,稳定后测得t 1=65℃时,气体的体积为多大?(2)保持水温t 1=65℃不变,为使气体的体积恢复到5.5mL ,则要在框架上挂质量多大的钩码?答案:(1)6.5mL (2)0.1kg解析:(1)由盖·吕萨克定律V 0T 0=V 1T 1得V 1=6.5mL(2)由查理定律 p 0+m 0g s T 0= p 0+ m +m 0 g sT 1解得m =0.1kg 。
6.(2012·上海金山区高二期末)如图所示,固定的绝热气缸内有一质量为m 的“T”型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部h 0处连接一U 形管(管内气体的体积忽略不计)。
初始时,封闭气体温度为T 0,活塞距离气缸底部为1.5h 0,两边水银柱存在高度差。
已知水银的密度为ρ,大气压强为p 0,气缸横截面积为s ,活塞竖直部分长为1.2h 0,重力加速度为g 。
试问:(1)初始时,水银柱两液面高度差多大?(2)缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?答案:(1)m ρs (2)4P 0T 0s5P 0s +5mg解析:(1)被封闭气体压强P =P 0+mg s=P 0+ρgh 初始时,液面高度差为h =mρs(2)降低温度直至液面相平的过程中,气体先等压变化,后等容变化。
初状态:P 1=P 0+mg s,V 1=1.5h 0s ,T 1=T 0 末状态:P 2=P 0,V 2=1.2h 0s ,T 2=? 根据理想气体状态方程P 1V 1T 1=P 2V 2T 2代入数据,得T 2=4P 0T 0s5P 0s +5mg。