中间位置有小挡板.初始时,外界大气压为p0,活塞紧压小挡板,现缓慢升高缸内气体温度,则如图所示的p-T图象能正确反映缸内气体压强变化情况的是( )
图4
答案 B
解析 初始时刻,活塞紧压小挡板,说明气缸中的气体压强小于外界大气压强;在缓慢升高气缸内气体温度时,气体先做等容变化,温度升高,压强增大,当压强等于大气压时活塞离开小挡板,气体做等压变化,温度升高,体积增大,A、D错误;在p-T图象中,等容线为过原点的直线,所以C错误,B正确.
11.一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图上如图5所示,则( )
图5
A.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 答案 AD
解析 气体的AC变化过程是等温变化,由pV=C可知,体积减小,压强增大,故A正确.在
pCB变化过程中,气体的体积不发生变化,即为等容变化,由=C可知,温度升高,压强增
T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. 题组四 综合应用
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12.如图6所示,一定质量的气体从状态A经B、C、D再回到A.问AB、BC、CD、DA经历的是什么过程?已知气体在状态A时的体积是1 L,求在状态B、C、D时的体积各为多少,并把此图改为p-V图象.
图6
答案 见解析
解析 A→B为等容变化,压强随温度升高而增大.
B→C为等压变化,体积随温度升高而增大. C→D为等温变化,体积随压强减小而增大. D→A为等压变化,体积随温度降低而减小.
VBVCTC900pC由题意知VB=VA=1 L.因为=,所以VC=VB=×1 L=2 L.由pCVC=pDVD,得VD=
TBTCTB450pDVC=×2 L=6 L.所以VB=1 L,VC=2 L,VD=6 L.根据以上数据,题中四个过程的p-V图象如图所示.
13.如图7所示,一足够高圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了h,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,求:
3
1
图7
(1)气体的压强;
(2)这段时间内气体的温度升高了多少度? 答案 见解析
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解析 (1)对活塞受力分析,如图所示
pS=p0S+mg
则p=p0+ (2)气体做等压变化
初状态:V1=hS,T1=273+t 末状态:V2=2hS,T2=? 由=得T2=2(273+t) 故Δt=T2-T1=273+t.
14.有人设计了一种测温装置,其结构如图8所示,玻璃泡A内封有一定量的气体,与A相连的B管插在水槽中,管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由
mgSV1V2T1T2
B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计.在1标准大气压
下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg的压强,等于101 kPa).已知当温度
t1=27 ℃时,管内水银面高度x1=16 cm,此高度即为27 ℃的刻度线,问0 ℃的刻度线在
何处.
图8
答案 21.4 cm 解析 气体做等容变化
初状态:T1=300 K,p1=p0-px1=60 cmHg 末状态:T2=273 K,p2=p0-px2=(76-x2) cmHg 由查理定律=得 6076-x2
= 300273则x2=21.4 cm.
p1p2
T1T2
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