课时跟踪检测(七) 气体实验定律
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课时分层作业(七)(建议用时:45分钟)[基础达标练]1.对一定质量的气体,其中正确的是()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,我们才说气体状态变化了E.温度、体积、压强三个量中,有两个量发生了变化,则气体的状态就变化了【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、E说法正确.【答案】BCE2.一定质量的气体,在温度不变的条件下,将其压强变为原来的2倍,则()A.气体分子的平均动能增大B.气体分子的平均动能不变C.气体的密度变为原来的2倍D.气体的体积变为原来的一半E.气体的分子总数变为原来的2倍【解析】温度是分子平均动能的标志,由于温度不变,故分子的平均动能不变,据玻意耳定律得p1V1=2p1V2,解得:V2=12V1,ρ1=mV1,ρ2=mV2可得:ρ1=12ρ2,即ρ2=2ρ1,故B、C、D正确.【答案】BCD3.在“探究气体等温变化的规律”实验中,下列说法中对实验的准确性影响较大的是()A.针筒封口处漏气B.采用横截面积较大的针筒C.针筒壁与活塞之间存在摩擦D.实验过程中用手去握针筒E.实验过程中缓慢推动活塞【解析】“探究气体等温变化的规律”实验前提是气体的质量和温度不变,针筒封口处漏气,则质量变小,用手握针筒,则温度升高,所以A、D符合题意;针筒的横截面积大,会使封闭的气体的体积变大,结果更精确,B不符合;活塞与筒壁的摩擦影响活塞对气体的压强,影响实验的准确性,C符合;缓慢推动活塞,以保持温度不变,E不符合.【答案】ACD4.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—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“吸”在皮肤上.对其原因下列说法中不正确的是()A.当火罐内的气体温度不变时,体积减小,压强增大B.当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小C.当火罐内的气体压强不变时,温度降低,体积减小D.当火罐内的气体质量不变时,压强增大,体积减小E.当火罐内的气体体积不变时,压强与热力学温度成正比【解析】纸片燃烧时,罐内气体的温度升高,将罐压在皮肤上后,封闭气体的体积不再改变,温度降低时,由p∝T知封闭气体压强减小,在外界大气压作用下罐紧紧“吸”在皮肤上,B、E选项正确;答案为A、C、D.【答案】ACD5.在室内,将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后,与从容器中逸出的气体相当(设室内大气压强p0=1 atm),下列说法不正确的是() A.5 atm,3 L B.1 atm,24 LC.5 atm,4.8 L D.1 atm,30 LE.5 atm,1.2 L【解析】当气体从阀门跑出时,温度不变,所以p1V1=p2V2,当p2=1 atm 时,得V2=30 L,逸出气体30 L-6 L=24 L,B正确.据p2(V2-V1)=p1V1′得V 1′=4.8 L ,所以逸出的气体相当于5 atm 下的4.8 L 气体,C 正确.【答案】 ADE6.如图所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器知管中的空气压力,从而控制进水量.设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭空气的下列说法不正确的是( )A .体积不变,压强变小B .体积变小,压强变大C .体积不变,压强变大D .体积变小,压强变小E .温度不变【解析】 当水位升高时,细管中的水位也升高,被封闭空气的体积减小,由玻意耳定律可知,压强增大,所以B 、E 正确.【答案】 ACD7.房间里气温升高3 ℃时,房间内的空气将有1 %逸出到房间外,由此可计算出房间内原来的温度是__________℃.【解析】 以升温前房间里的气体为研究对象,由盖吕萨克定律:T +3T =V (1+1%)V,解得:T =300 K ,t =27 ℃. 【答案】 278.如图所示,A 、B 两容器容积相等,用粗细均匀的细玻璃管连接,两容器内装有不同气体,细管中央有一段水银柱,在两边气体作用下保持平衡时,A 中气体的温度为0 ℃,B 中气体的温度为20 ℃,如果将它们的温度都降低10 ℃,则水银柱将__________(选填“向A 移动”“向B 移动”或“不动”)【解析】 由Δp =ΔT T p ,可知Δp ∝1T ,所以A 部分气体压强减小的多,水银柱将向左移动.【答案】 向A 移动[能力提升练]9.某自行车轮胎的容积为V ,里面已有压强为p 0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p ,设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是p 0,体积为________的空气.【解析】 设所求体积为V x ,由玻意耳定律,p 0(V x +V )=pV ,可得V x =⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V . 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0-1V 10.如图所示,容积为V 1的容器内充有压缩空气.容器与水银压强计相连,压强计左右两管下部由软胶管相连.气阀关闭时,两管中水银面等高,左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V 2.打开气阀,左管中水银面下降;缓慢地向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的高度差为h .已知水银的密度为ρ,大气压强为p 0,重力加速度为g ;空气可视为理想气体,其温度不变.求气阀打开前容器中压缩空气的压强p 1.【解析】 选容器内和左管内空气为研究对象,根据玻意耳定律,得p 1V 1+p 0V 2=(p 0+ρgh )(V 1+V 2)所以p 1=p 0+ρgh (V 1+V 2)V 1. 【答案】 p 0+ρgh (V 1+V 2)V 111.容积为2 L 的烧瓶,在压强为1.0×105 Pa 时,用塞子塞住瓶口,此时温度为27 ℃,当把它加热到127 ℃时,塞子被弹开了,稍过一会儿,重新把塞子塞好,停止加热并使它逐渐降温到27 ℃,求:(1)塞子弹开前的最大压强;(2)27 ℃时剩余空气的压强.【解析】塞子弹开前,瓶内气体的状态变化为等容变化.塞子打开后,瓶内有部分气体会逸出,此后应选择瓶中剩余气体为研究对象,再利用查理定律求解.(1)塞子打开前,选瓶中气体为研究对象:初态:p1=1.0×105 Pa,T1=(273+27) K=300 K末态:p2=?T2=(273+127) K=400 K由查理定律可得p2=T2p1T1=400×1.0×105300Pa≈1.33×105 Pa.(2)塞子塞紧后,选瓶中剩余气体为研究对象:初态:p1′=1.0×105 Pa,T1′=400 K末态:p2′=?,T2′=300 K由查理定律可得p2′=T2′p1′T1′=300×1.0×105400Pa≈7.5×104 Pa.【答案】(1)1.33×105 Pa(2)7.5×104 Pa12.如图所示,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K.开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为V8时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量.【解析】设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2.在活塞下移的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻意耳定律得p 0V 2=p 1V 1① p 0V 2=p 2V 2② 由已知条件得V 1=V 2+V 6-V 8=1324V③ V 2=V 2-V 6=V 3④ 设活塞上方液体的质量为m ,由力的平衡条件得 p 2S =p 1S +mg⑤ 联立以上各式得m =15p 0S26g .⑥ 【答案】 15p 0S26g。
课时跟踪检测(五) 气体实验定律(Ⅱ)A 组—重基础·体现综合1.某同学家一台新电冰箱能显示冷藏室的温度。
存放食物之前,该同学关闭冰箱密封门并给冰箱通电。
若大气压为1.0×105 Pa ,通电时显示温度为27 ℃,通电一段时间后显示温度为6 ℃,则此时冷藏室中气体的压强是( )A .2.2×104 PaB .9.3×105 PaC .1.0×105 PaD .9.3×104 Pa解析:选D 由查理定律得p 2=T 2T 1p 1=279300×1.0×105 Pa =9.3×104 Pa ,故D 正确。
2.一定质量的气体,压强保持不变,当其热力学温度由T 变成3T 时,其体积由V 变成( )A .3VB .6V C.V 3 D.V 6解析:选A 气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律V 1T 1=V 2T 2得V 2=T 2V 1T 1=3TV 1T =3V 1。
3.一个密闭的钢管内装有空气,在温度为20 ℃时,压强为1 atm ,若温度上升到80 ℃,管内空气的压强约为( )A .4 atmB.54 atm C .1.2 atm D.76atm 解析:选C 由查理定律知p 1T 1=p 2T 2,T =t +273 K ,代入数据解得p 2≈1.2 atm ,所以C 正确。
4.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( )A .气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比B .气体做等容变化时,温度升高1 ℃,增加的压强是原来压强的1273C .气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比D .由查理定律可知,等容变化中,气体温度从t 1升高到t 2时,气体压强由p 1增加到p 2,且p 2=p 1⎝⎛⎭⎫1+t 2-t 1273 解析:选C 一定质量的气体做等容变化,气体的压强跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不成正比关系,选项A 错误;根据查理定律Δp ΔT =p T ,T =t +273 K ,所以Δp p =ΔT 273+t,温度升高1 ℃,增加的压强Δp =1273+tp ,B 选项错误;由公式p 1T 1=p 2T 2=Δp ΔT 可知选项C 正确;D 项中由p 1p 2=273+t 1273+t 2,得p 2=p 1⎝ ⎛⎭⎪⎫1+t 2-t 1273+t 1,故D 项错误。
课时跟踪检测(七) 气体实验定律和理想气体状态方程的应用A 组—重基础·体现综合1.(2021·山东等级考)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。
加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值。
充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V ;每次挤压气囊都能将60 cm 3的外界空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V ,压强计示数为150 mmHg 。
已知大气压强等于750 mmHg ,气体温度不变。
忽略细管和压强计内的气体体积。
则V 等于( )A .30 cm 3B .40 cm 3C .50 cm 3D .60 cm 3解析:选D 设每次挤压气囊将体积为V 0=60 cm 3的空气充入臂带中,压强计的示数为p ′=150 mmHg ,则以充气后臂带内的空气为研究对象,由玻意耳定律得:p 0V +p 0×5V 0=(p 0+p ′)5V ,代入数据解得:V =60 cm 3,故D 正确,A 、B 、C 错误。
2.如图所示,用一绝热的活塞将一定质量的气体密封在绝热的气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),现通过气缸内一电阻丝对气体加热,则下列图像中能正确反映气体的压强p 、体积V 和温度T 之间关系的是( )解析:选B 活塞与气缸壁之间无摩擦,被封闭气体的压强p =p 0+mg S且始终是不变的,因此被封闭的气体经历的是一个等压变化。
在压强不变的情况下,体积V 与热力学温度T 成正比,故B 正确。
3.如图所示,容器A 和B 分别盛有氢气和氧气,用一段竖直细玻璃管连通,管内有一段水银柱将两种温度相同的气体隔开。
如果将两气体温度均降低10 ℃,水银柱将( )A .向上移动B .向下移动C .不动D .无法确定 解析:选B 由查理定律的推论关系式Δp =ΔT T p 得,Δp A =-10T p A <0,Δp B =-10Tp B <0,因p A >p B ,故|Δp A |>|Δp B |,水银柱向容器A 一方(向下)移动。
课时跟踪检测(七)化学平衡状态1.在平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中通入18O组成的氧气,重新达到平衡后,则18O()A.只存在于O2中B.只存在于NO2中C.只存在于O2和NO2中D.存在于NO、O2、NO2中解析:选D反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是可逆反应,在18O2投入后,在正、逆反应进行的过程中,18O存在于NO、O2、NO2中。
2.下列各关系中能说明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态的是()A.3v正(N2)=v正(H2)B.v正(N2)=v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N2)=3v逆(H2)解析:选C如果用不同物质表示的v(正)与v(逆)之比等于化学计量数之比,则该反应达到平衡状态;而v(正)∶v′(正)或v(逆)∶v′(逆)等于化学计量数之比,则不能判断该反应是否达到平衡状态。
3.在一定条件下,可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)ΔH=-a kJ·mol-1,达到化学平衡时,下列说法一定正确的是()A.反应放出a kJ热量B.X和Y的物质的量之比为1∶2C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率解析:选C此反应为可逆反应,不能进行到底,故放出的热量小于a kJ,A项错误;无法判定X和Y的物质的量之比,B项错误;平衡时X的正反应速率为Z的逆反应速率的12,D项错误。
4.一定条件下,向密闭容器中充入1 mol NO和1 mol CO进行反应:NO(g)+CO(g)1 2N2(g)+CO2(g),测得化学反应速率随时间的变化关系如图所示,其中处于化学平衡状态的点是()A.d点B.b点C.c点D.a点解析:选A由图可知,a、b、c点的正反应速率均大于逆反应速率,都未达到平衡状态;只有d点正逆反应速率相等,由正逆反应速率相等的状态为平衡状态可知,图中处于化学平衡状态的点是d点,选项A正确。
姓名,年级:时间:课时跟踪检测(七)气体实验定律1.实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测1标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃.下列分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是()A.41 ℃,60 ℃B.21 ℃,40 ℃C.35 ℃,56 ℃ D.35 ℃,36 ℃解析:选C 此温度计每一刻度表示的实际温度为错误!℃=错误!℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21,对应的实际温度应为21×错误!℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数为错误!=36,它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃,所以C正确。
2.如图所示,在静止时,试管内用一段水银封闭着一定质量的空气。
若试管开口向下自由下落时,管内水银柱相对试管将会()A.上升B.稍下降C.保持不动D.完全排出管外解析:选 A 当玻璃管自由下落时,管中的水银也自由下落,水银处于完全失重状态,因此封闭气体的压强等于外界大气压强p0.管内气体的压强增大,体积减小,水银柱相对试管会上升。
3.一定质量的理想气体,压强为3 atm,保持温度不变,当压强减小2 atm时,体积变化4 L,则该气体原来的体积为()A。
错误! L B.2 L C。
错误! L D.8 L解析:选B 由玻意耳定律得3V=(3-2)×(4+V),所以V=2 L,故选B。
4.[多选]一定质量的气体的三个参量可以发生变化的情况是( )A.温度、体积、压强均变化B.温度不变,压强和体积都发生变化C.温度和体积不变,压强变化D.温度和压强不变,体积变化解析:选AB 一定质量的气体的三个参量至少要两个同时发生变化,只有一个参量变化的情况是不存在的,选项A、B正确,C、D错误。
5.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( )A.气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比B.气体做等容变化时,温度升高1 ℃,增大的压强是原来压强的错误!C.气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比D.由查理定律可知,等容变化中,气体温度从t1升高到t2时,气体压强由p1增加到p2,且p2=p1错误!解析:选 C 一定质量的气体做等容变化时,气体的压强跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不是正比关系,A错误;公式p t=p0(1+t273)中,p0是0 ℃时气体的压强,B错误;因为错误!=错误!=错误!=常量,可知气体压强的变化量总是跟温度的变化量成正比,无论是摄氏温度,还是热力学温度,C正确;p2=p1(1+错误!),D错误。
课时跟踪检测(七) 气体的等容变化和等压变化1.描述一定质量的气体做等容变化的过程的图线是下图中的哪些( )解析:选D 等容变化过程的p t 图在t 轴上的交点坐标是(-273 ℃,0),D 正确。
2. (多选)一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ,这一过程在V T 图上的表示如图1所示,则( )图1A .在过程AC 中,气体的压强不断变大B .在过程CB 中,气体的压强不断变小C .在状态A 时,气体的压强最大D .在状态B 时,气体的压强最大解析:选AD 气体在过程AC 中发生等温变化,由pV =C 可知,体积减小,压强增大,故A 正确。
在CB 变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由p T=C 可知,温度升高,压强增大,故B 错误。
综上所述,在ACB 过程中气体的压强始终增大,所以气体在状态B 时的压强最大,故C 错误,D 正确。
3.贮气罐内的某种气体,在密封的条件下,温度从13 ℃上升到52 ℃,则气体的压强( )A .升高为原来的4倍B .降低为原来的14C .降低为原来的2225D .升高为原来的2522解析:选D 气体体积不变,由查理定律p 1p 2=T 1T 2得p 2p 1=T 2T 1=273+52273+13=2522,故D 对。
4.粗细均匀,两端封闭的细长玻璃管中,有一段水银柱将管中气体分为A 和B 两部分,如图2所示。
已知两部分气体A 和B 的体积关系是V B =3V A ,将玻璃管温度均升高相同温度的过程中,水银将( )图2A .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解析:选C 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,故C 对。
5.如图3所示,一端封闭的均匀玻璃管,开口向上竖直放置,管中有两段水银柱封闭了两段空气柱,开始时V 1=2V 2。
现将玻璃管缓慢地均匀加热,下列说法中正确的是( )图3A .加热过程中,始终有V 1′=2V 2′B .加热后V 1′>2V 2′C .加热后V 1′<2V 2′D .条件不足,无法判断解析:选A 加热前后,上段气体的压强保持p 0+ρgh 1不变,下段气体的压强保持p 0+ρgh 1+ρgh 2不变,整个过程为等压变化,根据盖-吕萨克定律得V 1T =V 1′T ′,V 2T =V 2′T ′,所以V 1′V 2′=V 1V 2=21,即V 1′=2V 2′,故A 正确。
气体实验定律一、气体实验定律1.玻意耳定律(1)内容: 一定质量的气体, 在温度不变的情况下, 它的压强跟体积成反比;或者说压强跟体积的乘积是不变的。
玻意耳定律是实验定律, 不论什么气体, 只要符合压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的条件, 都近似地符合这个定律。
(2)数学表达式: p1V1=p2V2或pV=恒量(3)等温线(P-V图像如图):2.查理定律(1)内容: 体积不变时, 一定质量气体的压强与热力学温度成正比。
查理定律是个实验定律。
不论什么气体, 只要符合压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的条件, 都近似地符合这个定律。
(2)数学表达式:(3)等容线(P-T图像):2.盖·吕萨克定律(1)内容: 压强不变时, 一定质量气体的体积与热力学温度成正比。
盖·吕萨克定律是个实验定律。
不论什么气体, 只要符合压强不太大(和大气压比较)、温度不太低(和室温比较)的条件, 都近似地符合这个定律。
(2)数学表达式:(3)等压线(V-T图像):【典型例题】例 1.一个气泡从水底升到水面时, 它的体积增大为原来的3倍, 设水的密度为ρ=1×103kg/m3, 大气压强p0=1.01×105Pa, 水底与水面的温度差不计, 求水的深度. 取g=10m/s2.例2.要求瓶内氢气在500℃时的压强不超过1atm, 则在20℃下对瓶子充气时, 瓶内压强最多为多少?瓶子的热膨胀不计.例 3.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中, 用不计质量的活塞封闭压强为1.0×l05Pa、体积为2.0×l0-3m3的理想气体. 现在活塞上方缓缓倒上沙子, 使封闭气体的体积变为原来的一半, 然后将气缸移出水槽, 缓慢加热, 使气体温度变为127℃.(1)求气缸内气体的最终体积;(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化. (大气压强为1.0×l05Pa)【反馈练习】1.两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空, 球形容器的半径为R, 大气压强为p, 使两个半球壳沿图中箭头方向互相分离, 应施加的力F至少为[]A.4πR2pB.2πR2pC.πR2pD.πR2p2、一个气泡从水面下40m深处升到水面上, 假定水的温度一定, 大气压强为76cmHg, 则气泡升到水面时的体积约为原来的[]A.3倍B.4倍C.5倍D.5.5倍3、密闭容器中装有某种理想气体, 当温度从t1=50℃升到t2=100℃时, 气体的压强从p1变化到p2, 则[]A.p2/p1=2B.p2/p1=1/2C.p2/p1=1D.1<p2/p1<24、一定质量的气体, 处于平衡状态I, 现设法使其温度降低而压强增大, 达到平衡状态II, 则[ ]A.状态I时气体的密度比状态II时的大B.状态I时分子的平均动能比状态lI时的入C.状态I时分子间的平均距离比状态II时的大D.状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子的平均动能大5、竖直的玻璃管, 封闭端在上, 开口端在下, 中间有一段水银, 若把玻璃管稍倾斜一些, 但保持温度不变, 则:[ ]A.封闭在管内的气体压强增大B、封闭在管内的气体体积增大C.封闭在管内的气体体积减小D.封闭在管内的气体体积不变6.如图所示, 两端开口的U形玻璃管中, 左右两侧各有一段水银柱, 水银部分封闭着一段空气, 己知右侧水银还有一段水平部分, 则:(1)若向右侧管中再滴入少许水银, 封闭气体的压强将.(2)若向左侧管中再滴入少许水银, 封闭气体的压强将, 右侧水银的水平部分长度变7、(1)下图中甲、乙均匀玻璃管中被水银封闭的气体压强分别为P1.P2.P3, 己知大气压为76cmHg, hl=2cm, h2=3cm, 求P1、P2、P3各为多少?(2)如图设气缸的质量为M, 横截面为S, 活塞的质量为m, 当气缸搁于地上时, 里面气体的压强为____. 当通过活塞手柄提起气缸时, 被封闭的气体的压强为____. (已知大气压强为p0)8、盛有氧气的钢瓶, 在室内(17℃)测得瓶内氧气的压强是9.31×106Pa当把钢瓶搬到温度是-13℃的室外时, 测得瓶内氧气的压强变为8.15×106Pa. 试问钢瓶是否漏气?为什么?9、如图所示, 截面积S=0.01m2的气缸内有一定质量的气体被光滑活塞封闭. 已知外界大气压p0=105Pa, 活塞重G=100N. 现将气缸倒过来竖直放置, 设温度保持不变, 气缸足够长. 求气缸倒转后气体的体积是倒转前的几倍?10、如图所示, 一端封闭横截面积均为S、长为b的细管弯成L形, 放在大气中, 管的竖直部分长度为a, 大气压强为P0, 现在开口端轻轻塞上质量为m, 横截面积也为S的小活塞。
课时跟踪检测(六)气体实验定律的微观解释A组—重基础·体现综合1.下列说法正确的是( )A.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积减小而增大的微观原因是:每个分子撞击器壁的作用力增大B.一定质量的气体,保持温度不变,压强随体积增大而减小的微观原因是:单位体积内的分子数减小C.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:每个分子动能都增大D.一定质量的气体,保持体积不变,压强随温度升高而增大的微观原因是:分子数密度增大解析:选B 一定质量的气体,保持温度不变,体积减小时,单位体积内的分子数增多,分子数密度增大,使压强增大,故A错误;一定质量的气体,保持温度不变,体积增大时,单位体积内的分子数减少而使分子撞击次数减少,从而使压强减小,故B正确;一定质量的气体,保持体积不变,温度升高时,分子平均动能增大而使压强升高,但并不是每个分子动能都增大,故C、D错误。
2.一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分子动理论的观点分析,这是因为( )A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C.气体分子的总数增加D.分子的平均速率增加解析:选 B 气体经等温压缩,温度是分子平均动能的标志,温度不变,分子平均动能不变,故气体分子每次碰撞器壁的冲力不变,A错;由玻意耳定律知气体体积减小、分子的数密度增加,故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多,B对;气体体积减小、分子的数密度增大,但分子总数不变,C错;分子的平均速率与温度有关,温度不变,分子的平均速率不变,D错。
3.(多选)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缩小,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解析:选AD 先等压变化,V 增大,则T 升高,再等容变化,p 减小,则T 降低,可能会回到原来的温度,A 正确;先等压变化,V 减小,则T 降低,再等容变化,p 减小,则T 又降低,不可能回到原来的温度,B 错误;先等容变化,p 增大,则T 升高,再等压变化,V 增大,则T 又升高,不可能回到原来的温度,C 错误;先等容变化,p 减小,则T 降低,再等压变化,V 增大,则T 升高,可能会回到原来的温度,D 正确。
课时跟踪检测(七) 气体实验定律
1.实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测1标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃。
下列分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是( )
A .41 ℃,60 ℃
B .21 ℃,40 ℃
C .35 ℃,56 ℃
D .35 ℃,36 ℃
解析:选C 此温度计每一刻度表示的实际温度为
10080-20
℃=5
3 ℃,当它的示数为
41 ℃时,它上升的格数为41-20=21,对应的实际温度应为21×5
3 ℃=35 ℃;同理,当实
际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数为
60
53
=36,它的示数为36 ℃+20 ℃=56 ℃,所以C 正确。
2.如图所示,在静止时,试管内用一段水银封闭着一定质量的空气。
若试管开口向下自由下落时,管内水银柱相对试管将会( )
A .上升
B .稍下降
C .保持不动
D .完全排出管外
解析:选A 当玻璃管自由下落时,管中的水银也自由下落,水银处于完全失重状态,因此封闭气体的压强等于外界大气压强p 0。
管内气体的压强增大,体积减小,水银柱相对试管会上升。
3.一定质量的理想气体,压强为3 atm ,保持温度不变,当压强减小2 atm 时,体积变化4 L ,则该气体原来的体积为( )
A.43 L B .2 L C.8
3
L D .8 L 解析:选B 由玻意耳定律得3V =(3-2)×(4+V ),所以V =2 L ,故选B 。
4.[多选]一定质量的气体的三个参量可以发生变化的情况是( ) A .温度、体积、压强均变化 B .温度不变,压强和体积都发生变化 C .温度和体积不变,压强变化
D .温度和压强不变,体积变化
解析:选AB 一定质量的气体的三个参量至少要两个同时发生变化,只有一个参量变化的情况是不存在的,选项A 、B 正确,C 、D 错误。
5.对于一定质量的气体,以下说法正确的是( ) A .气体做等容变化时,气体的压强和温度成正比
B .气体做等容变化时,温度升高1 ℃,增大的压强是原来压强的
1273
C .气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比
D .由查理定律可知,等容变化中,气体温度从t 1升高到t 2时,气体压强由p 1增加到p 2,且p 2=p 1⎝
⎛⎭⎫
1+t 2-t 1273
解析:选C 一定质量的气体做等容变化时,气体的压强跟热力学温度成正比,跟摄氏温度不是正比关系,A 错误;公式p t =p 0(1+t
273)中,p 0是0 ℃时气体的压强,B 错误;因
为p 1T 1=p 2T 2=p 2-p 1T 2-T 1=常量,可知气体压强的变化量总是跟温度的变化量成正比,无论是摄氏温度,还是热力学温度,C 正确;p 2=p 1(1+t 2-t 1
t 1+273
),D 错误。
6.如图所示,某种自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量。
设温度不变,洗衣缸内水位升高,则细管中被封闭的空气( )
A .体积不变,压强变小
B .体积变小,压强变大
C .体积不变,压强变大
D .体积变小,压强变小
解析:选B 由题图可知空气被封闭在细管内,缸内水位升高时,气体体积减小;根据玻意耳定律,气体压强增大,B 选项正确。
7.用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便,但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。
我们通常用的可乐易拉罐容积V =355 mL 。
假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9V 的饮料,剩余空间充满CO 2气体,气体压强为1 atm 。
若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm, 则保存温度不能超过多少?
解析: 取CO 2气体为研究对象,则:初态:p 1=1 atm ,T 1=(273+17) K =290 K , 末态:p 2=1.2 atm ,T 2未知。
气体发生等容变化,由查理定律p 1T 1=p 2
T 2,得:
T 2=p 2
p 1T 1=1.2×2901 K =348 K ,
t =(348-273)℃=75 ℃。
答案:75 ℃
8.(2017·全国卷Ⅱ)一热气球体积为V ,内部充有温度为T a 的热空气,气球外冷空气的温度为T b 。
已知空气在1个大气压,温度T 0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g 。
(1)求该热气球所受浮力的大小; (2)求该热气球内空气所受的重力;
(3)设充气前热气球的质量为m 0,求充气后它还能托起的最大质量。
解析:(1)设1个大气压下质量为m 的空气在温度为T 0时的体积为V 0,密度为ρ0=m V 0①
在温度为T 时的体积为V T ,密度为 ρ(T )=m V T
②
由盖-吕萨克定律得V 0T 0=V T
T ③
联立①②③式得ρ(T )=ρ0T 0
T ④ 气球所受到的浮力为 f =ρ(T b )gV ⑤ 联立④⑤式得 f =Vgρ0T 0
T b。
⑥
(2)气球内热空气所受的重力为 G =ρ(T a )Vg ⑦ 联立④⑦式得 G =Vgρ0T 0
T a。
⑧
(3)设该气球还能托起的最大质量为m ,由力的平衡条件得 mg =f -G -m 0g ⑨ 联立⑥⑧⑨式得
m =Vρ0T 0⎝⎛⎭⎫
1T b
-1T a
-m 0。
答案:(1)Vgρ0T 0T b (2)Vgρ0T 0T a
(3)Vρ0T 0⎝⎛⎭⎫
1T b
-1T a
-m 0。