盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。 (1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。
(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少? (3)已知大气压强P随海拔高度H的变化满足PP其0(1H),中常数0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。
答案:(1)nVNA(2)锅内气体内能减少,减少了3J(3)阀V0门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。 解析:(1)设锅内气体分子数为n
nVNA V0(2)根据热力学第一定律
EWQ3J
锅内气体内能减少,减少了3J
(3)由PP0(1H)(其中0)知,随着海拔高度的增加,大气压强减小;
由P1PmgS知,随着海拔高度的增加,阀门被顶起时锅内气体压强减小; 根据查理定律
PP12 T1T2可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。
1
(08年山东高考)36.
喷雾器内有10 L水,上部封闭有1atm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
解:(1)设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律
p1V1= p1V1 ①
代入数据得
p2=2.5 atm ②
微观察解释:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。
(2)吸热。气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。
(09年山东高考)36.(8分)[物理——物理3-3]
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中AB过程为等压变化,BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TB=300K、TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积。 (2)说明BC过程压强变化的微观原因 (3)没AB过程气体吸收热量为Q,BC
2
过 气体 放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。 解析:
(1)设气体在B状态时的体积为VB,由盖--吕萨克定律得,
VAVB,代入数据得VB0.4m3。 TATB(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变小,气体分子平均动能减小,导致气体压强减小。
(3)Q1大于Q2;因为TA=TB,故AB增加的内能与BC减小的内能相同,而AB过程气体对外做正功,BC过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2【考点】压强的围观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律
(10年山东高考)36.(8分)【物理—物理3-3】
一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为v0,开始时内部封闭气体的压强为po。经过太阳曝晒,气体温度由T0300k升至T1350K。 (1)求此时气体的压强。
(2)保持T1350K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到po。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因。
3
解:(1)由查理定律
p0p1T7得p11p0p0 T0T1T06p17V0V0 p06(2)由玻意耳定律p1V0p0V得V 所以比值为
V06 V17抽气过程气体体积变大,对外做功,而温度不变内能不变,由热力学第一定律知气体应吸热。
(11年山东高考)36.(8分)[物理—物理3-3]
人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程,以下
说法正确的是 。 a.液晶的分子势能与体积有关 b.晶体的物理性质都是各向异性的 c.温度升高,每个分子的动能都增大 d.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=44cm。(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
(1)求恒温槽的温度
(2)此过程A内气体内能 (填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将
(填“吸热”或者“放热”)。
解:(1)ad。
(2)①设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273K
4
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
P1p2 T1T2①
③
p1p0ph1 ② p2p0ph2 联立①②③式,代入数据得 T2364K(或91℃) ④ ②增大;吸热
(12年山东高考)36.(8分)【物理—物理3-3】
(1)以下说法正确的是 。
a.水的饱和汽压随温度的升高而增大 b.扩散现象表明,分子在永不停息地运动
c.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减
小
d.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的
平均动能减小
(2)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖
直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l20cm(可视为理想气体),两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h10cm(环境温度不变,大气压强p075cmHg)
1求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位) ○
2此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”○
“做负功”“不做功”),气体将 (填“吸热”或放热“)。
5
解析:(1)ab
(2)○1设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体
压强为p1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为
p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p。左管中
封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得
p1V1p2V2○
1
p1p0○
2
p2pph○
3
V1l1S○4 V2l2S○5
由几何关系得
h2(l2l1)○
6
联立○1○2○3○4○5○6式,代入数据得
p50cmHg○
7
○
2做正功;吸热 6
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