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题文
(09·宁夏物理·34)(1)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c,b、c状态温度相同,如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则        (填入选项前的字母,有填错的不得分)     (     )

A. Pb >Pc,Qab>Qac
B. Pb >Pc,Qab<Qac
C. Pb <Pc,Qab>Qac
D. Pb <Pc,Qab<Qac
(2)图中系统由左右连个侧壁绝热、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p0,温度为T0=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。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

(i)第二次平衡时氮气的体积;
(ii)水的温度。
题型:计算题难度:中档来源:不详
答案
(i)(ii)
(i)考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为,体积为hS,末态体积为0.8hS。
设末态的压强为P,由玻意耳定律得
             ①
活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1,体积为V;末态的压强为,体积为,则
               ②
                         ③
由玻意耳定律得
                 ④
(i i) 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,末态体积为。设末态温度为T,由盖-吕萨克定律得
                   ⑤
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盖—吕萨克定律(等压定律)查理定律(等容定律)
考点名称:盖—吕萨克定律(等压定律)
  • 盖-吕萨克定律:

    1.概念:一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度的变化叫做等压变化
    2.规律一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成正比——盖一吕萨克定律
    3.公式:
    4.推论:
    5.图像:
    图线是过原点的直线,压强越大,斜率越小,即图线是过定点的直线,的体积。
    6.条件:m一定,p不太大,T不太低
    7.微观解释:一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增大。要保持压强不变,必须减小单位体积内的分子个数,即增大气体的体积

  • 封闭气体压强的求法:

    有关气体压强的计算可转化为力学问题来处理。
    1.参考液面法
    (1)计算的主要依据是流体力学知识:
    ①液面下h深处由液体重力产生的压强。 (注意:h是液柱竖直高度,不一定等于液柱的长度)
    ②若液面与外界大气相接触,则液面下h处的压强为为外界大气压强。
    ③帕斯卡定律(液体传递外加压强的规律):加在密闭静止液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递。
    ④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平上的压强是相等的。
    (2)计算的方法步骤:选取一个假想的液体薄面 (其自重不计)为研究对象;分析液面两侧重力情况,建立力的平衡方程;消去横截面积,得到液面两侧的压强平衡方程;求得气体压强。 2.平衡法
    欲求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解。
    3.动力学法
    当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首先要恰当地选择对象(如与气体相关联的液柱、同体等),并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内、外气体的压力),然后应用牛顿第二定律列方程求解。

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