人教版选修33第八章 8.3理想气体状态方程.docx

气体热力学定律【例1】计算以下气体的压强【例2】一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，那么在此过程中（）A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减少【练习1】对于一定质量的理想气体，可能发生的过程是（）A.等压压缩，温度降低B.等温吸热，体积不变C.放出热量，内能增加D.绝热压缩，内能不变【例3】如下图，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小.假设忽略活塞与容器壁间的摩擦力，那么被密封的气体（）A.温度升高，压强增大，内能减少B.温度降低，压强增大.内能减少C.温度升高，压强增大，内能增加D.温度降低，压强减小，内能增加【练习2】如下图，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空.现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至到达平衡，那么在此过程中（不计气体的分子势能）（）A.气体对外界做功，温度降低，内能减少B.气体对外界做功，温度不变，内能减少C.气体不做功，温度不变，内能不变D.气体不做功，温度不变，内能减少温度计和一根气针，另例4如下图，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏一端有个用卡子卡住的可移动胶塞.用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数.翻开卡子，胶塞冲出容器口后（）A.温度计示数变大，实验说明气体对外界做功，内能减少B.温度计示数变大，实验说明外界对气体做功，内能增加C.温度计示数变小，实验说明气体对外界做功，内能减少D.温度计示数变小，实验说明外界对气体做功，内能增加【练习3】金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，翻开筒的开关，筒内高压空气迅速向外溢出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关.在外界保持恒温的条件下，经过一段较长的时间后，再次翻开开关，这时出现的现象是（）A.筒外空气流向筒内B.筒内空气流向简外C.简内外有空气交换，处于动平衡状态，筒内空气质量不变D.筒内外无空气交换【例5】图中竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长。粗筒中力、8两轻质活塞间封有空气，气柱长/=20厘米。活塞/上方的水银深占10厘米，两活塞与简壁间的摩擦计。用外力向上托住活塞8,使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞3缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，求活塞8上移的距离。设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强外相当于75厘米高的水银柱产生的压强。【练习4】如图，气缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞力、8被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移N/,一定质量的大气动"、4的质量分别叫=12kg,mB=8.0依，Sa=4.0,横截面积分别为SB=2.0×10体的压强。不变，将气缸竖直缸内移动的距离1.甲乙理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，PO=1.OxlO5Pno（1）气缸水平放置到达如图甲所示的平衡状态，求气（2）此时气体的体积匕=2.0x10-2m3。现保持温度放置，到达平衡后如图乙所示。与图甲相比，活塞在气为多少？取重力加速度g=IOm/。例6如下图，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHgo左端开口管中水银面到管口距离为IlCm,且水银面比封闭管内高4cm,封闭管内空气柱长为IICnU现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：(1)粗管中气体的最终压强;容器组成。左容器下端由可忽略容积方封有氢气。大气生的附加压强均为浸入恒温热水槽一次平衡时的位置均可视为理想气(2)活塞推动的距离。【例7】图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上的压强R,温度为A=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产OAp0o系统平衡时，各气体柱的高度如下图。现将系统的底部中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第并固定，第三次到达平衡后，氢气柱高度为0.8瓦氮气和氢气体。求(i)第二次平衡时氮气的体积；滑，其下部由体积可上端与大气连通；两汽度可忽略的绝热轻活气压为外、外界和汽缸汽缸高度的;，活塞力至顶部时，求氮气的(ii)水的温度。【练习5】如图，两汽缸48粗细均匀、等高且内壁光忽略的细管连通，4的直径是占的2倍J上端封闭,B缸除力顶部导热外，其余局部均绝热。两汽缸中各有一厚塞&6,活塞下方充有氮气，活塞"上方充有氧气。当大内气体温度均为7。C且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是在汽缸正中间。(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞力恰好升温度;(2)继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的2时，求氧气的压强.体，其内能一定减少体，其内能一定增加课外作业1 .关于物体内能的变化情况，以下说法中正确的选项是()A.吸热的物体，其内能一定增加B.体积膨胀的物C.放热的物体，其内能也可能增加D.绝热压缩的物2 .关于热力学定律，以下说法正确的选项是A.在一定条件下物体的温度可以降到OKB.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C.吸收了热量的物体，其内能一定增加D.压缩气体总能使气体的温度升高3 .如下图，一气缸竖直放置，用一质量为力的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间光滑接触且不漏气.现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热.关于气缸内气体，以下说法中正确的选项是()A.单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B.所有分子的速率都增加电源Ii(P2,½,r2),2>i,四个状态，图中ad平行C.分子平均动能增大D.对外做功，内能减少4 .一定质量的理想气体由状态I(0,匕，幻被压缩至状态那么该过程中()A.气体的内能一定是增加的B.气体可能向外界放热C.气体一定从外界吸收热量D.气体对外界做正功5 .如下图,a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的选项是()A.从状态d到。，气体不吸热也不放热B.从状态C到b,气体放热C.从状态&到d,气体对外做功D.从状态，到&,气体吸热果迅速向下压活塞时气体面的气体温度不变(设为乙6 .如下图的导热气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，如的温度会骤然升高(设为甲过程).如果缓慢地向下压活塞时，里过程).甲、乙两个过程中气体初态和末态的体积相同，不考虑活塞与气缸的摩擦，那么以下说法正确的选项是A.B.C.D.7.)二7忆2上;上，气体先由a状态沿双曲线态，a、。两点位于与纵轴平行甲过程中气体的内能增加，乙过程中气体的内能不变两过程中外界对气体做的功一样多乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如下图的0一P图经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到C状的直线上，以下说法中正确的选项是()A.由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变B.由6状态至C状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变C. C状态与a状态相比，。状态分子平均距离较大，分子平均动能较大D. 6状态与a状态相比"状态分子平均距离较小，分子平均动能相等8 .(1)如下图，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动.以下说法正确的选项是()A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量(2)如下图，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为小现对气(选填“增缸缓慢加热，气体吸收热量O后，体积由匕增大为%那么在此过程中,气体分子平均动能大"、"不变"或"减小”)，气体内能变化了.9 .如下图，开口处有卡口、内截面积为S的圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上，缸内总体积为%,大气压强为R,一厚度不计、质量为/的活塞(/=0.2p,Sg)封住一定量的理想气体，温度为A时缸内气体体积为0.8%,先在活塞上缓慢放上质量为2%的砂子，然后将缸内气体温度升高到2。，求：(1)初始时缸内气体的压强A(2)在活塞上放上质量为2m的砂子时缸内气体的体积V2面上，开口向上，内有分别封有一定量的同样度大小为g,外界大气压活塞/1移动的距离。右管内气体柱长为39cm,竖直插入水银槽中，求：(3)最后缸内气体的压强410 .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两个质量均为勿的相同活塞4和所在4与8之间、夕与容器底面之间的理想气体，平衡时体积均为Vo容器内气体温度始终不变，重力加速强为R。现假设活塞5发生缓慢漏气，致使4最终与容器底面接触。求11 .如图，粗细均匀的弯曲玻璃管43两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口/1之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,(1)稳定后右管内的气体压强力(2)左管/端插入水银槽的深度瓦(大气压强R=76cmHg)