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14、氣體 狀態(tài)方程

17．(09年海南物理)模塊3-3試題(12分)

(I)(4分)下列說法正確的是　　　　　　 (填入正確選項(xiàng)前的字母，每選錯(cuò)一個(gè)扣2分，最低得分為0分)

(A)氣體的內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子間的勢(shì)能之和；

(B)氣體的溫度變化時(shí)，其分子平均動(dòng)能和分子間勢(shì)能也隨之改變；

(C)功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功；

(D)熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體；

(E)一定量的氣體，在體積不變時(shí)，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小；

(F)一定量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加。

(II)(8分)

一氣象探測(cè)氣球，在充有壓強(qiáng)為1．00atm(即76．0cmHg)、溫度為27．0℃的氦氣時(shí)，體積為3．50m³。在上升至海拔6．50km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣逐漸減小到此高度上的大氣壓36．0cmGg，氣球內(nèi)部因啟動(dòng)一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。已知在這一海拔高度氣溫為-48．0℃。求：

(1)氦氣在停止加熱前的體積；

(2)氦氣在停止加熱較長一段時(shí)間后的體積。

答案：(1)ADEF (4分，選對(duì)一個(gè)給1分，每選錯(cuò)一個(gè)扣2分，最低得分為0分)

(II)(1)在氣球上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣經(jīng)歷一等溫過程。

根據(jù)玻意耳-馬略特定律有

式中，是在此等溫過程末氦氣的體積。由①式得

　 　　　　　　　　　　　②

(2)在停止加熱較長一段時(shí)間后，氦氣的溫度逐漸從下降到與外界氣體溫度相同，即。這是一等過程 根據(jù)蓋-呂薩克定律有

　 　　　　　　　　　③

式中，是在此等壓過程末氦氣的體積。由③式得

　　 ④

評(píng)分參考：本題8分。①至④式各2分。

13、模塊3-3 熱學(xué)綜合

12、熱學(xué)綜合

選修模塊3-3(09年江蘇卷物理)12(選做題)A．(選修模塊3-3)(12分)

(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是　　 　　　　。(填寫選項(xiàng)前的字母)

　 　(A)氣體分子間的作用力增大　　　　　 (B)氣體分子的平均速率增大

　 　(C)氣體分子的平均動(dòng)能減小　　　　　 (D)氣體組成的系統(tǒng)地熵增加

(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對(duì)外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡　　　 (填“吸收”或“放出”)的熱量是　　　　 J。氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又對(duì)外界做了0.1J的功，同時(shí)吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了　　　　 J。

(3)已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來氣體體積的比值。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。

答案：A. (1) D ；(2) 吸收；0.6；0.2；(3) 設(shè)氣體體積為，液體體積為，

氣體分子數(shù), (或)

則　 (或)

解得　　 (都算對(duì))

解析：(1)掌握分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題。氣泡的上升過程氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減小，溫度不變，由玻意爾定律知，上升過程中體積增大，微觀上體現(xiàn)為分子間距增大，分子間引力減小，溫度不變所以氣體分子的平均動(dòng)能、平均速率不變，此過程為自發(fā)過程，故熵增大。D 項(xiàng)正確。

(2)本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行處理。理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律，物體對(duì)外做功0.6J，則一定同時(shí)從外界吸收熱量0.6J，才能保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.2J。

(3)微觀量的運(yùn)算，注意從單位制檢查運(yùn)算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級(jí)正確即可。設(shè)氣體體積為，液體體積為，氣體分子數(shù), (或)

則　 (或)

解得　　 (都算對(duì))

14.(09年重慶卷)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)

　 A．內(nèi)能增大，放出熱量　　 B．內(nèi)能減小，吸收熱量

　 C．內(nèi)能增大，對(duì)外界做功　 D．內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功

答案：D

11、熱力學(xué)第一定律

16.(09年四川卷)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是

A.在一定條件下物體的溫度可以降到0 K

B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功

C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加

D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高

答案：B

10、熱力學(xué)定律

9、熱學(xué)綜合 物理3-3”模塊

(09年浙江自選模塊)14. “物理3-3”模塊(10分)一位質(zhì)量為60 kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖所示。

(1)(本小題共3分，在給出的四個(gè)選項(xiàng)中，可能只有一個(gè)選項(xiàng)正確，也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得3分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分)

關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是

A.大于大氣壓強(qiáng)

B.是由于氣體重力而產(chǎn)生的

C.是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的

D.是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的

(2)(本小題共3分，在給出的四個(gè)選項(xiàng)中，可能只有一個(gè)選項(xiàng)正確，也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得3分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分)

在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變。下列說法正確的是

A.球內(nèi)氣體體積變大

B.球內(nèi)氣體體積變小

C.球內(nèi)氣體內(nèi)能變大

D.球內(nèi)氣體內(nèi)能不變

(3)(本小題共4分)

　　 為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面和氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0 cm的方格紙。表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖所示。若表演時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.01310₅Pa，取g=10 m/s²_，則氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為

　　　　　 Pa。(取4位有效數(shù)字)

　　 氣球在沒有貼方格紙的下層木板上也會(huì)留下“印跡”，這一“印跡”面積與方格紙上留下的“印跡”面積存在什么關(guān)系？

答案：(1)AD ；(2)BD；(3)1.053*10⁵Pa　 面積相同

36．(09年山東卷)(8分)[物理--物理3-3]

一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知V_A=0.3m3，T_A=T_B=300K、T_B=400K。

(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。

(2)說明BC過程壓強(qiáng)變化的微觀原因

(3)沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過 氣體　 放出熱量為Q₂，比較Q₁、Q₂的大小說明原因。

解析：設(shè)氣體在B狀態(tài)時(shí)的體積為V_B，由蓋--呂薩克定律得，,代入數(shù)據(jù)得。

(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動(dòng)能減小，導(dǎo)致氣體壓強(qiáng)減小。

(3)大于；因?yàn)?i style='mso-bidi-font-style:normal'>T_A=T_B，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對(duì)外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學(xué)第一定律可知大于