气体的状态参量

气体一、气体的状态参量1、温度T热力学温度：开尔文T=t＋273K2、体积V就是气体所充满的容器的体积.单位：有、升(L)、毫升(mL)等1m3＝103升=106毫升3、压强p产生：气体分子频繁碰撞容器壁而产生的容器单位面积上的压力.单位：Pa（帕斯卡）、大气压、mmHg柱等1大气压=760mmHg柱=1.013×105Pa二、一定质量的气体状态参量之间的关系:在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“控制变量法”——保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系，1、等温变化：当温度(T)保持不变时,体积(V)和压强(p)之间的关系。一定质量的某种气体,在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成反比.或压强p与体积V的乘积保持不变.pV=常量——玻－马定律2、等容变化：当体积(V)保持不变时,压强(p)和温度(T)之间的关系。一定质量的某种气体,在体积保持不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比.1212ppTT常量3、等压变化：当压强(p)保持不变时,体积(V)和温度(T)之间的关系.一定质量的某种气体,在压强p保持不变的情况下,体积V与热力学温度T成正比.1212VVTT常量4、气态方程：R222111nTVpTVpn为气体的摩尔数，R为普适气体恒量三、等温变化的图象：次数12345压强（×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0p（×105Pa)V(L)12301234p（×105Pa)1/V(L－1)12300.20.40.60.8四、气体压强的微观意义气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容器器壁而产生的。气体的压强就是大量的气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。单位体积内的分子数n0越大,气体的平均速率越大,气体的压强越大。五、气体分子运动的特点分子间的距离较大，分子间的相互作用力很微弱；分子间的碰撞十分频繁；分子沿各个方向运动的机会均等；分子的速率按一定规律分布（“中间多，两头少”）。1.如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为（已知大气压强为P0）()A.P0-ρg（h1+h2-h3）B.P0-ρg（h1+h3）C.P0-ρg（h1+h3-h2）D.P0-ρg（h1+h2）Bh1h2h3AB2.一定质量的气体，压强保持不变，下列过程可以实现的是（）A.温度升高，体积增大B.温度升高，体积减小C.温度不变，体积增大D.温度不变，体积减小A3.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是()(A）压强增大，体积增大，分子的平均动能一定增大(B）压强减小，体积减小，分子的平均动能一定增大(C）压强减小，体积增大，分子的平均动能一定增大(D)压强增大，体积减小，分子的平均动能一定增大A4.对一定质量的理想气体，下列判断正确的是()A．气体对外做功，温度一定降低B．气体吸热，温度也可能降低C．气体体积不变，压强增大，内能一定增大D．气体温度不变，压强增大，内能一定减小BC5．固定的气缸内由活塞封闭着一定量的理想气体，活塞在拉力F作用下缓慢地向右移动，如图所示．假设气缸壁和活塞都是不导热的材料，在拉动活塞的过程中，则下列说法正确的是（）A．气体对外做功，气体内能减小B．外力F做正功，气体内能增加C．气体温度升高、压强减小D．每个气体分子的动能都减小FA6．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与气壁单位面积碰撞的分子数，则()A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变C7.封闭在气缸内一定质量的气体,如果保持气体体积不变,当温度升高时,以下说法正确的是:()A.气体的密度增大B.气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多BD8．下列说法正确的是()A．气体的温度升高时，并非所有分子的速率都增大B．盛有气体的容器作减速运动时，容器中气体的内能随之减小C．理想气体在等容变化过程中，气体对外不做功，气体的内能不变D．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大AD9.对一定质量的气体，下列说法中正确的是()A.温度升高，压强一定增大B.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大C.压强增大，体积一定减小D.吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大BD10.下列说法中正确的是()A.一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大B.一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大C.气体压强是由气体分子间的斥力产生的D.在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强A2004年江苏卷5、甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲p乙,则（）A.甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B.甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C.甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D.甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能BC2006年江苏卷5、5．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图①）。现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图②），这个过程中称为气体的自由膨胀。下列说法正确的是()A．自由膨胀过程中，气体分子只作定向运动B．自由膨胀前后，气体的压强不变C．自由膨胀前后，气体的温度不变D．容器中的气体在足够长时间内,能全部自动回到A部分ABAB①②C2006年上海卷19A、19A.（10分）一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的气缸内，开始时气体体积为V0，温度升高到27℃。活塞上施加压力,将气体体积压缩到2V0/3，温度升高到57℃。设大气压强P0=1.0×105Pa，活塞与气缸壁摩擦不计。（1）求此时气体的压强；（2）保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强。解：（1）由理想气体的状态方程有：51010011.6510TVppPaTV（2）由玻意耳定律有PaVVpp50112101.12006年上海卷19B、19B.（10分）一活塞将一定质量的理想气体封闭地气缸内，初始时气体体积为3.0×10-3m3.用DIS实验系统测得此时气体的温度和压强分别为300K和1.0×105Pa。推动活塞压缩气体，测得气体的温度和压强分别为320K和1.0×105Pa。（1）求此时气体的体积；（2）保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为1.0×105Pa，求此时气体的体积。解:（1）考虑状态变化前后压强不变,由状态方程有：330011102.3mVTTV（2）由玻意耳定律有：332112104mpVpV6.如果将自行车内胎充气过足,又放在阳光下受暴晒,车胎极易爆裂．关于这一现象的描述,下列说法正确的是（暴晒过程中内胎容积几乎不变）()A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果．B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大．C．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能增加．D．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少．05年南京质量检测一6、BD05年苏锡常镇教学调查(一)5、5.一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，设法使其压强增大，则在这一过程中()A．气体的密度增加B．气体分子的平均动能增大C．外界对气体做了功D．气体从外界吸收了热量解:由玻马定律PV=C,压强P增大,则体积V减小,气体的密度增加,A对.温度不变,气体分子的平均动能不变,气体的内能不变.体积V减小,表明外界对气体做了功,W0,C对.由热力学第一定律ΔE=W+Q,得Q0,对外放热.AC06年南通市二模7、A.甲过程中气体的内能增加,乙过程中气体的内能不变B.两过程中外界对气体做的功一样多C.乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大D.乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小7．如图所示的导热气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速向下压活塞时气体的温度会骤然升高(设为甲过程)．如果缓慢地向下压活塞时，里面的气体温度不变(设为乙过程)．已知甲、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．则下列说法正确的是()AD05年南京模拟卷二3、3．一定质量的理想气体，经历如图所示的a→b→c→d的状态变化过程。在上述过程中，有可能放热的过程是()A．a→b的过程B.b→c的过程C．C→d的过程D.以上三个过程都不可能向外界放热0abcdPT解：a→b等容过程，W=0，T增大，ΔE0由热力学第一定律ΔE=W+Q,Q0,吸热.b→c等温过程，ΔE=0,P减小,V增大,W0由热力学第一定律ΔE=W+Q,Q0,吸热.c→d等压过程，T增大,ΔE0,V增大,W0由热力学第一定律ΔE=W+Q,Q0,吸热.D06年湖南百校大联考(一)4、A．气体压强减小，内能增大B．外界对气体做功，气体内能不变C．气体的压强增大，内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小4.如图所示,用一根与活塞相连的细线将绝热汽缸悬挂在某一高度静止不动.汽缸开口向上,内封闭一定质量的气体,缸内活塞可自由活动且不漏气.现将绳剪断,让汽缸自由下落,则下列说法正确的是（）解:隔离汽缸,受力如图示:P1=P0–Mg/SP0SP1SMg剪断绳,汽缸自由下落,汽缸失重P2=P0P1在很短时间内,汽缸的温度不可能变化,由玻马定律知体积减小,外界对气体做功W0.绝热过程,Q=0,由热力学第一定律ΔE=Q+W=W0,内能增大C左BA右如图示，一个密闭的绝热容器内，有一个绝热且与内壁光滑接触的活塞将它隔成A、B两部分，在A、B两部分空间内封有相同质量的空气，开始时活塞被销钉固定，A部分气体的体积大于B部分气体的体积，温度相同。若拔出销钉后，活塞达到平衡时，关于活塞的位置，下面说法正确的是（）A.在原来位置B.在中间左侧位置C.在中间位置D.在中间右侧位置04年南京质量检测三4、解：由μPV=mRT得PAPB拔出销后活塞将向左移动对A:V减小,W0,绝热Q=0,ΔE=W+Q0,TA增大对B:V增大,W0,绝热Q=0,ΔE=W+Q0,TB减小最后平衡时,压强相等,则VA′VB′活塞在中间右侧位置.D9.分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度，一定质量的理想气体，其初始状态表示为(p0、V0、T0),若分别经历如下两种变化过程：①从(p0、V0、T0)变为(p1、V1、T1)的过程中,温度保持不变(T1=T0)②从(p0、V0、T0)变为(p2、V2、T2)的过程中,既不吸热,也不放热在上述两种变化过程中,如果V1=V2V0,则（）A.p1p2,T1T2B.p1p2,T1T2C.p1p2,T1T2D.p1p2,T1T22005年江苏卷9、A解:在②中,由热一律,ΔE=W+QQ=0W0∴ΔE0T2T0=T1即T1T2由气态方程p1V1/T1=p2V2/T2V1=V2T1T2∴p1p2如图所示,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量,相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a,b各自达到新的平衡,()A.a的体积增大了,压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈D.a增加的内能大于b增加的内能2005年理综全国卷I21、baK解:气体a加热,温度升高,压强增大,K向右移动,a体积增大.对气体b,由ΔE=W+Q,Q=0,W0,∴ΔE0,b的温度升高达到新的平衡后,两边气体的压强相等,VaVb由PV=nRT∴TaTba的分子热运动比b的分子热运动更激烈由于气体分子之间相互作用势能可忽略,又ab气体的分子数相同,所以