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文档简介
1、第2讲 气体性质的应用(一)学习目标:1、学会应用气体实验定律解题的一般思路2、结合常见模型(活塞、汽缸、水银柱等)产生的附加压强的计算,能够解决两个气缸或两关联气体的多过程的运算。一、专题梳理:1、专题结构:p1V1p2V2等温变化质量一定等容变化气体实验定律及状态方程条件等压变化理想气体C状态方程2、问题导学:三个气体实验定律的内容及表达方式?封闭气体的压强计算有哪些常见方法?3、思路导引:气体实验定律是每年的必考内容,形式多为计算题,题目综合难度较大,可结合气体压强的微观解释、热力学第一定律、气体图象进行命题压强是联系力学参量与热学参量的桥梁,对气体图象要联系理想气体状态方程理解斜率、面
2、积、交点等的含义。二、考题再现:1、 (2016·全国新课标) (2)(10分)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。2、(2015·全国卷I)如图131所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为m12.50 kg,横截面积为S1=80.0cm2
3、;小活塞的质量为rn2 =1.50 kg,横截面积为S240.0cm;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为40.0cm;汽缸外大气的压强为p=1. 00×105Pa,温度为T303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距l/2,两活塞间封闭气体的温度为T1495 K现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10m/s2求:(1)茌大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度;(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强三、典型例题:例1:(2017·全国高中名师原创预测卷)(l)关于晶体、非晶体和液晶,下列说法正确
4、的是( )A、单晶体内部沿不同方向的等长线段上微粒的个数大致相等。B、多晶体具有各向同性。C、晶体具有各向异性,但非晶体具有各向同性D、晶体在熔化过程中不会先变软后变稀,而非晶体在熔化过程中会先变软后变稀。E、液晶具有流动性,其光学性质具有各向异性。(2)一定质量的理想气体被封闭在气缸中,其状态变化过程的P-V图像如图所示,BCV轴,CAp轴。已知气体在状态A时的温度为1270C.(i)求气体在状态B、C时的摄氏温度;(ii)气体从状态A到状态B的过程中是放热还是吸热?(2)如图14所示,有一个高度为h0.6m的金属容器放置在水平地面上,容器内有温度为t127的空气,容器左侧壁有一阀门距容器底
5、高度为h10.3 m,阀门细管直径忽略不计容器内有一质量为m5.0 kg的水平活塞,横截面积为S=20cm2,活塞与容器壁紧密接触又可自由活动,不计摩擦,现打开阀门,让活塞缓慢下移直至静止并处于稳定状态外界大气压强为p01.0×105Pa阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10m/S2求:若不考虑气体温度变化,则活塞缓慢下移至静止时距容器底的高度h2;活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327,求此时活塞距容器底的高度h3变式1:(2015·湖南省十三校第三次联考)(1)如图7所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t变化关系的Vt图象,气体由状态
6、A变化到状态B的过程中,下列说法正确的是(填正确的答案标号)A气体的内能增大B气体的内能不变C气体的压强减小D气体的压强不变E气体对外做功,同时从外界吸收热量(2)图8甲为一个横截面积足够大的喷水装置,内部装有200 L水,上部密封1atm的空气1.0L.保持阀门关闭,再充人2 atm的空气1.0 L设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变求充人2 atm的空气1o L后密封气体的压强;打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高),通过计算,在图乙中画出喷水过程中气体状态变化的图象,求最后容器内剩余水的体积(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置水平的高度差)例2:(淄博2016年5月模拟)
7、【物理一选修3-3】(1 5分)(1)(5分)健身球是一个充满气体的大皮球,现把健身球放在水平地面上。若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变,则_。(填正确答案标号,全部选对得5分,部分选对得2分,错选得0分) A气体分子的平均动能增大 B气体的密度增大C气体从外界吸收热量 D外界对气体做功(2)(10分)如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦
8、力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强Pl等于外界大气压强P0,温度t1=27。现对气缸内的气体缓慢加热。(P0=1.0×105Pa,g=10 ms2)求使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。变式2:(1)下列说法中正确的是。A分子间的距离增大时,分子势能一定增大B晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点C根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D物体吸热时,它的内能可能不增加E一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热(2)如图,在圆柱形气缸中用具有质量的光滑导
9、热活塞密闭有一定质量的理想气体,在气缸底部开有一小孔,与U形水银管相连,已知外界大气压为p075 cmHg,室温to27,稳定后两边水银面的高度差为h1.5 cm,此时活塞离容器底部的高度为L50 cm已知柱形容器横截面积S0.01m2,75 cmHg=l.0×105 Pa求活塞的质量使容器内温度降至一63,求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度L.例3:(2015年高考海南卷)(1)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为po,重力加速度大小为g由此可估算得,地球大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为.
10、(2)如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触求活塞A移动的距离变式3:江西南昌教研室命制201 4届交流卷l(l)下列说法正确的是。A温度一定时,悬浮在液体中的固体颗粒越小,布朗运动越明显B若分子间的距离r增大,则分子间的作用力做负功,分子势能增大C热量可以从低温物体传到高温物体D不具有规则几何形状的物体可能具有确定的熔点E高压气体的
11、体积很难进一步被压缩,原因是高压气体分子间的作用力表现力斥力(2)如图所示,系统由左右两个侧壁绝热,底部、截面均为s的容器组成左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭,两个容器的下端由可忽略容积的细管连通容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气大气的压强为Po,温度为T0 =273 K,两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1P0系统平衡时,各气体柱的高度如图所示现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h氮气和氢气均可视为理想气体求:第二次平衡时氮气的体积;水的
12、温度四、针对训练A卷:1.(2015年高考重庆卷)(l)某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么.A外界对胎内气体做功,气体内能减小B外界对胎内气体做功,气体内能增大C胎内气体对外界做功,内能减小D胎内气体对外界做功,内能增大(2)北方某地的冬天室外气温很低,吹出的肥皂泡会很快冻结若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1,压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2,整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化,大气压强为p0求冻结后肥皂膜内外气体的压强差2. (1)下列叙述正确的是。(填正确答案标号)A温度升高时,物体内每个分子
13、的热运动速度都增大B布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的C外界对气体做正功,气体的内能一定增加D自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力(2)某同学研究一定质量理想气体的状态变化,得出如图3的p一t图象。已知在状态B时气体的体积VB =3 L,求:气体在状态A的压强;气体在状态C的体积。3.(2015·怀化模拟)(1)下列说法中正确的是。A扩散现象不仅能发生在气体和液体中,固体中也可以B岩盐是立方体结构,粉碎后的岩盐不再是晶体C地球大气的各种气体分子中氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球吸
14、引而逃逸,因此大气中氢含量相对较少D从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关E温度相同的氢气和氧气,分子平均动能相同(2)一气象探测气球,在充有压强为76 cmHg、温度为2 7的氢气时,体积为3.5m3当气球上升到6. 50km高空的过程中,气球内氢气的压强逐渐减小,但通过加热使气体温度保持不变,气球到达的6.50km处的大气压强为36.0cmHg,这一高度气温为一480,以后保持气球高度不变求:气球在6. 50 km处的体积当氢气的温度等于一48.0后的体积4.(1)关于固体、液体和气体,下列说法正确的是。(填正确答案标号)A固体可以分为晶体和非晶体两类,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
15、B液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性C在围绕地球运行的“天宫一号”中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果D空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E大量气体分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布(2)如图7所示,汽缸放置在水平台上,活塞质量为5 kg,厚度不计,由活塞产生的压强为0.2×105Pa,汽缸全长25 cm,大气压强为1×105Pa,当温度为2 7时,活塞封闭的气柱长10 cm。若保持封闭气体温度不变,将汽缸缓慢竖起倒置。求汽缸倒置后封闭气柱的长度?汽缸倒置后
16、,使封闭气体温度升至多少K时,活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?.5、如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa说出AB过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的pT图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程6.(1)下列说法中正确的是。甲分子与分子间距离的关系乙水面上单分子油膜示意图丙 食盐晶体中钠、氯离子分布 丁 牛角点火器戊冰箱工作原理图A甲图中,两个分子从很远处逐渐靠近,直到不能再靠近为
17、止的过程中,分子间相互作用的合力先变小后变大B乙图中,在测量分子直径时,可把油膜厚度视为分子直径C丙图中,食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性D丁图中,猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做功E戊图中,电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递(2)气缸高为h1m(气缸厚度可忽略不计),固定在水平面上,气缸中有质量m6 kg、横截面积为S=10cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体,已知大气压强为p0l×105 Pa,当温度为t2 7时,气柱长为L00.4 m现用竖直向上的拉力F缓慢拉动活塞,求:若拉动活塞过程中温度保持为2 7,活
18、塞到达缸口时拉力F的大小;若活塞到达缸口时拉力大小为80 N,此时缸内气体的温度 7.(2015·西安交大附中二模)(l)下列说法中正确的是。A一定量气体膨胀对外做功100J,同时从外界吸收120 J的热量,则它的内能增大20 JB在使两个分子间的距离由很远(r10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大C由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力D用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需再知道油的密度即可E空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和气压,水蒸发越慢。(2)一定质量的理想气体从状态A
19、变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的p-V图像如图5所示。已知该气体在状态A时的温度为2 7。则:该气体在状态B、C时的温度分别为多少?该气体从状态A到状态c的过程中内能的变化量是多大?该气体从状态A到状态c的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?B卷:1(l)在一个标准大气压下,1g水在沸腾时吸收了2260 J的热量后变成同温度的水蒸气,对外做了170 J的功已知阿伏加德罗常数NA 6.0×1023mol1,水的摩尔质量M=18 g/mol下列说法中正确的是()A分子间的平均距离增大B水分子的热运动变得更剧烈了C水分子总势能的变化量为2 090 JD在整个过程中能量是
20、不守恒的E1g水所含的分子数为3.3×1 022个(2)如图所示,粗细均匀、上端封闭的三通细玻璃管中用水银与活塞封闭了两段温度相同、长度分别为LA25 cm和LB30 cm的理想气体A、B,竖直管中两段水银柱长均为h15 cm,水平管中水银柱足够长,右端和大气相通,大气压强p075 cmHg现缓慢抽动玻璃管下端的 活塞,使A.B两部分气体体积相同,求活塞下移的距离2.(1)下列说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)A若某物质的分子体积为V0,摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为p,则有V V0B显微镜下观察到的布
21、朗运动并不是分子的无规则运动,但它反映了分子的无规则远动C将一定质量的气体等温压缩,外界对气体做功,气体的分子势能增大,同时放出热量D做功和热传递均可改变物体的内能,但热量只能自发地由高温物体传给低温物体,无论采用哪种方式均不可能使物体的温度降为绝对零度E晶体熔化过程中,分子的平均动能保持不变,分子势能增大(2)如图1 0所示,喷洒农药用的某种喷雾器,其药液桶的总容积为15 L,装入药液后,封闭在药液上方的空气体积为1.5 L,打气筒活塞每次可以打进1atm、250 cm3的空气。(1)若要使气体压强增大到6 atm,应打气多少次?(2)如果压强达到6 atm,时停止打气,并开始向外喷药,那么
22、当喷雾器不能再向外喷药时,桶内剩下的药液还有多少升?3.河南豫南九校2014届二模l(1)下列说法正确的是。A熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B在绝热条件下压缩气体,气体的内能一定增加C布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系E液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点(2)如图所示汽缸由两个截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动,A、B的质量分别mA=12 kg, rnB=8.0 kg,横截面积分别为SA =4.0
23、15;102m2,SB=2.0×102m2,一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧与大气相通,大气压强p01.0×105 Pa汽缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态,求气体的压强如果满足图甲所示状态时,气体的体积V1=2.0×102m3现保持温度不变,将汽缸竖直放置,达到平衡后如图乙所示与图甲相比,活塞在汽缸内移动的距离L为多少?重力加速度g取10 m/s24、(2013·新课标全国卷I)(1)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近在此过程中,下列说法正确的是(填正确答案标号)A分子力先增大,后一直减小B分子力先做正功,后做
24、负功C分子动能先增大,后减小D分子势能先增大,后减小E分子势能和动能之和不变p0/3p0K(2)如图所示,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0/4现使汽缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡已知外界温度为T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,求:恒温热源的温
25、度T;重新达到平衡后,左汽缸中活塞上方气体的体积.Vx气体的性质应用(一)答案考题再现:1、解析:设初始时,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。活塞被推下h后,右管中空气柱的压强为,长度为;左管中空气柱的压强为,长度为。以cmHg为压强单位,由题给条件得根据玻意耳定律联立解得根据题意可得,根据玻意耳定律可得,解得2、解析:(1)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部旬接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2由题给条件得V1S1(l/2)S2(ll/2) V2S2l 在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1一p)m1gm2g+
26、S2(p1一p) 故缸内气体的压强不变由盖-吕萨克定律有 联立式并代入题给数据得T2330 K (2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变,设达到热平衡时被封闲气体的压强为p,由查理定律,有p/TP1/T2联立式并代入题给数据得pl.01×105Pa.答案:(1)330 K (2)1. 01×105Pa例1:(1) BDE (2) (i)tA=1270C tB=-1730C;(ii)吸热解析:(2) (i)A-C发生等容变化,,解得:TC=100K,即tC=-1730C,从B到C为等压变化,解得TB=
27、400K,即tB=1270C(ii),从状态A到状态B气体温度不变,所以U=0,气体体积膨胀,所以对外做功,所以吸热。变式1:(1)ACE (2)3atrn 见解析图 198 L解析 (1)A到B温度升高,气体内能只和温度有关,所以内能增大;A到B内能增大,体积增大,对外做功,必须吸收热量;由图可知Vkt,k是常数;根据理想气体的状态方程CC,则p,A到B,t升高,p减小.(2)气体做等温变化,p01atm,p12atm,V01.0L,V1l.0 L2atm的空气在压强为p0时的体积V2,相当于密封的空气V0和加的空气V2做等温变化:p0(V2 +V0)=p2V0解得:p23atm打开阀门后,
28、水从喷嘴喷出(喷嘴与水面等高),此时封闭气体的压强和外界的压强相等为p0,封闭的气体做等温变化,p2V0p0V3解得:V33.0L故容器内剩余水的体积为198 L作图如图所示例2:解析 (1) 在人压向球的过程中,外界对球做功,气体的体积减小,故气体的密度增大;气体温度不变,故气体分子的平均动能不变;由于外界对气体做功,但气体温度不变,故内能不变;由热力学第一定律可知,气体对外放热;故AC错误;BD正确;气体的初状态参量:p1=p0=1.0×105Pa,V1=L1S,T1=273+27=300K,物体A开始移动前气体做等容变化,此时气体的压强:,由查理定律得:,解得:T2=330K;
29、物块B刚要移动时气体压强:,气体体积:V3=(L1+d)S,由理想气体状态方程得:,解得:T3=540K;变式2:解析:(1)分子间的距离有一个特殊值r0,此时分子间引力与斥力平衡,分子势能最小当分子间的距离小于厂r0时,分子势能随距离的增大而减小,当分子间的距离大于r0时,分子势能随距离的增大而增大,选项A错误根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体,选项C错误(2)根据U形管两侧水银面的高度差为h1.5 cm,可知A中气体压强pAlp0ph75cmHg1.5cmHg=76.5cmHg而pA1p0p塞所以活塞产
30、生的压强p塞1.5cmHg=1.5××105Pa0. 02×105Pa由p塞rng/S,解得m2 kg由于活塞光滑,所以气体等压变化,U形管两侧水银面的高度差不变仍为h=l.5 cm初状态:温度T1300 K,体积V150S;末状态:温度T2210 K,体积V2LS由盖·吕萨克定律,解得活塞离容器底部的高度L=35cm答案:(1)BDE(2)2 kg35cm例3:(1), (2) (l)大气压是由地球大气层的重力产生,设大气层质量为m,地球表面积为S,则mg=p0S又S= 4R2则大气分子数理nNA气体分子间距大,所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是
31、一个立方体模型,立方体边长即为分子间平均距离假设为a,因为大气层的厚度远小于地球半径,所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S,大气层体积VSh=4R2h,Vna3联立以上各式得a=(2)本题主要考查理想气体状态方程.假设A与B间的气体压强为p1、B与容器底面之间压强为p2,漏气前:对A:p1p0+对B:p2p1最终B与底面接触后,AB间气体压强为p,体积为V,pp0因为(p1+p2)VpV(T不变)漏气前A距离底面高度h1漏气后A距离底面高度h2=h2h1变式3:设末态的压强为p,由玻意耳定律得p1.25p0活塞A从最高点被推回第一次平衡时位量的过程是等温过程该过程的初态压强为1.1p0,
32、体积为V;末态压强为p,体积为V,则pp0.1p01.35p0V2. 2hS由玻意耳定律得V×2.2hS2.7hS活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程,该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0273 K,末态体积为2.7hS.设末态温度为T,由盖一吕萨克定律得TT0=368.55 K针对训练:A卷:1、(I)D (2)p1p0(1)由理想气体状态方程C可知,对于一定质量的理想气体,压强和体积都增大时温度一定升高;而一定质量的理想气体,其内能仅与温度有关,温度升高时内能增大;因为车胎体积增大,所以胎内气体对外界做功综上可知,选项D正确,选项A、B、C错误(2)肥皂泡内气体的变化可
33、视为等容变化,由查理定律可得解得p2p1.故冻结后肥皂膜内外气体的压强差pp2一p0p1p02、解析(1)由于大量分子运动的无规则性,温度升高时,物体内大多数分子的热运动速率增大,并非每个分子的速率都增大,A项错误;布朗运动是液体分子从各个方向对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的,B项正确;外界对气体做正功的同时,若气体放热,且释放的热量大于外界做的功,气体的内能将减少,C项错误;自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,D项正确;从微观上看,气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,E项正确。(2)从图中可知,pB1.0atm,TB(273+91) K364 KTA =
34、273 K由查理定律得即解得pA0.75atm从图中可知,pB =1.0atm,VB3 L,pC1.5atm由玻意耳定律得pBVBpCVC即1.0×31.5 VC解得VC2 L答案 (1) BDE (2)0.75atm 2L3、解析:(1)扩散现象也可以在固体中发生,A项正确粉碎后的岩盐颗粒仍具有立方体结构,仍为晶体,B项错误从微观角度看气体压强与分子平均动能和气体分子密集程度:两个因素有关,D项错误根据分子动理论,分子的平均动能取决于温度,与分子种类无 关,E项正确由于各种气体分子的平均动能mv2相等,氢气分子的平均速率最大,C项正确(2)气球上升过程是一个等温变化过程,有:p1V
35、1 =p2V2,解得V27. 39m3气球在6.50 km处时,气体是一个等压变化过程,有:,解得V35. 54m3答案:(1)ACE (2)7.39m3 5. 54m34、(1)非晶体与多晶体没有天然的规则几何形状,选项A正确;液晶既有晶体的特性(具有各向异性)又有液体的流动性,选项B错误;在完全失重时,由于表面张力作用,水滴呈球形,选项C正确;空气湿度越大,空气中的水蒸气越接近饱和状态,选项D正确;分子速率分布规律是“中间多,两头少”,选项E错误。(2)汽缸倒置过程,气体做等温变化:p1p01.2×l05Pap2p00.8×l05Pap1V1p2V2VSLp1L1p2L
36、2解得L215cm气体升温过程做等压变化,T2T1(273+27) K=300 KL215cm,L325 cmT3T2T2500K(或t227)答案 (1) ACD(2)15 cm500 K5、解析:(1)由图甲所示图象可知,A与B的连线的延长线过原点O,所以AB是一个等压变化,即pA=pB=1.5×105Pa,由图示图象可知:VA=0.4m3,VB=VC=0.6m3,TB=300K,TC=400K,从A到B过程,由概率萨克定律得:得TA=200K;(2)由图甲所示图象可知,从B到C为等容过程,由(1)知:pB=1.5×105Pa,TB=300K,TC=400K,由查理定律
37、得:,解得:pC=2×105Pa,气体状态变化图象如图所示:答:(1)温度值TA为200K(2)如图所示6、解析:(2)初态静止时,对活塞受力分析可得:p1+p01.6×105Pa活塞刚到缸口时,L21m,由理想气体方程可得:p1SL0p2SL2得p20. 64×105Pa对活塞受力分析,由平衡条件可得:F=mg(p0p2)S96 N温度升高活塞刚到缸口时,L31 m对活塞受力分析,由平衡条件可得:p3p0一0.8×105Pa由理想气体方程可得:T3K=375 K答案:(1)BCE(2)96 N375 K7、解析:(l)根据热力学第一定律知:U=W+Q=
38、100J+120 J20 J,A正确;在使两个分子间的距离由很远(r109m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,分子势能先减小后增大,B错误;由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力,C正确;用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需再知道油的摩尔体积即可,D错误;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水的 饱和气压,水蒸发越慢,E正确。(2)状态A:tA300 K,pA=3×105Pa,VA=l×103m3状态B:tB?pB1×105Pa,VB1×103m3状态C:tc?pc1
39、15;105Pa,Vc3×103m3A到B过程等容变化,由等容变化规律得:=,代入数据得:tB100 K=173B到C为等压变化,由等压变化规律得:,代入数据得:tc300 K27。因为状态A和状态C温度相等,且气体的内能是所有分子的动能之和,温度是分子平均动能的标志所以在这个过程中:U0。由热力学第一定律得:U=Q+W,因为U0故:Q=W在整个过程中,气体在B到C过程对外做功,所以:w一pV一1×105×(3×l031×103) J200 J即:Q=200 J,是正值,故在这个过程中吸热。答案:(1)ACE (2)一17327 0吸热200
40、JB卷:1解析:(1)液体变成气体后,分子间的平均距离增大了,选项A正确;温度是分子热运动剧烈程度的标志,由于两种状态下的温度是相同的,故两种状态下水分子热运动的剧烈程 度是相同的,选项B错误;水发生等温变化,分子平均动能不变,因水分子总数不变,分子的总动能不变,根据热力学第一定律U=Q+W,可得水的内能的变化量为U2260J一 170J=2090J,即水的内能增大2090J,则水分子的总势能增大了2090J,选项C正确;在整个过程中能量是守恒的,选项D错误;1g水所含的分子数为n=NA×6.0×1023=3.3×1022(个),选项E正确(2)当B部分气体的体积达到lA25 cm时,设下端水银柱长度变为L,对B部分气体初状态:p1p0h,V1lBS;末状态:p2p0L,V2lAS;由玻意耳定律得:(p0h)lBS(p0+L)lAS代入数据解得:L33cm则活塞下移的距离为x(lA+L)一(lB十h)代入数据解得:x13cm答案:(1)ACE (2)13 cm2、解析(1)根据题意有V,若该物质是固体或液体,分子间隙可不计,则有V0,若该物质是气体,则V0,选项A错误;布朗运动是悬
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