0  269177  269185  269191  269195  269201  269203  269207  269213  269215  269221  269227  269231  269233  269237  269243  269245  269251  269255  269257  269261  269263  269267  269269  269271  269272  269273  269275  269276  269277  269279  269281  269285  269287  269291  269293  269297  269303  269305  269311  269315  269317  269321  269327  269333  269335  269341  269345  269347  269353  269357  269363  269371  447090 

5.一定质量的气体,在压强不变的条件下,体积增大,则

A.气体分子的平均动能增大

B.气体分子的平均动能减少

C.气体分子的平均动能不变

D.条件不够,无法判定气体分子平均动能的变化

[解析] 根据气体状态参量间的定性关系,在压强不变时,体积增大,则温度升高,气体分子平均动能增大.A选项正确.

[答案] A

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4.封闭在玻璃容器内的气体,温度升高时不变的物理量是(不计容器的体积变化)

A.分子的平均动能                               B.分子的平均速率

C.气体的压强                                  D.气体的密度

[解析] 封闭玻璃容器的容积不变,气体的体积不变,密度不变.D选项正确.

[答案] D

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3.有甲、乙两种气体,如果甲气体内分子的平均速率大于乙气体内分子的平均速率,则

A.甲的温度一定高于乙的温度

B.甲的温度一定低于乙的温度

C.甲的温度一定等于乙的温度

D.甲的温度可能低于乙的温度

[解析] 甲气体内分子的平均速率大于乙气体内分子的平均速率,但甲气体内分子的平均动能可能小于乙气体内分子的平均动能,所以,甲的温度可能低于乙的温度.

[答案] D

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2.温度相同的氧气和氢气,它们的分子平均动能之比为

A.1∶1                                      B.8∶1

C.1∶8                                         D.无法确定

[解析] 温度是分子平均动能的量度,氧气和氢气的温度相同,则分子平均动能相同.

[答案] A

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1.关于绝对零度的说法中,正确的是

A.气体在绝对零度附近所有分子都将停止运动

B.绝对零度就是冰水混合物的温度

C.用摄氏温标来表示,绝对零度的数值为-273 ℃

D.随着低温技术的发展,绝对零度是可能达到的

[解析] 绝对零度时所有物质的分子都将停止运动,它是低温的极限,是永远达不到的.在温度降低到接近绝对零度之前,所有的气体都早已液化.

[答案] C

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2.连通器模型

如图8-2-3所示,U形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知,同一液体中的相同高度处压强一定相等.所以气体BA的压强关系可由图中虚线所示的等高线联系起来.则有:

图8-2-3

pB+ρgh2=pA

pA=p0+ρgh1,所以气体B的压强为:

pB=p0-ρg(h2-h1),其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别.熟练后以上压强的关系式均可直接写出,不一定均从受力分析入手.

●典例剖析

[例1]如图8-2-4所示,在竖立的绝热容器中,隔板将气体分为AB两部分,两部分气体的密度ρAρB.若抽开隔板,当两部分气体均匀混和后,全部气体的内能将

图8-2-4

A.增加                                   B.减小

C.不变                                      D.不能判定

[解析] 当抽开隔板后,气体将从密度大的B向密度小的A扩散.当达到动平衡时,整个气体的重心将升高,因此重力势能增加.

根据能量守恒和转化定律,在绝热的条件下,系统增加的重力势能等于减少的内能.所以,气体的内能减少,温度降低--应选答案B.

[设计意图] 本例反映的是机械能和气体内能的转的过程,通过本例说明利用能量守恒定律分析气体内能变化问题的方法.

[例2]在一标准大气压(相当于76 cm水银柱产生的压强)下做托里拆利实验时,由于管中混入少量空气,水银柱上方有一节空气柱,如图8-2-5所示,这时管中稀薄气体的压强相当于下列哪个数据的水银柱产生的压强

图8-2-5

A.60 cm                                     B.30 cm

C.16 cm                                     D.46 cm

[解析] 托里拆利管中混入空气后,水银上方已不是真空,这时内外液面的高度差也不再等于大气压强,而变成了管内外气体的压强差.所以稀薄气体的压强为:

p=p0-ph=(76-60) cmHg=16 cmHg

所以正确的选项为C.

[设计意图] 通过本例说明气体压强的计算方法.

[例3]如图8-2-6,导热气缸开口向下,内有气体,缸内活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个砂桶,砂桶装满砂子时,活塞恰好静止,现在把砂桶底部钻一个小洞,细砂慢慢漏出,并缓慢降低气缸外部环境温度,则

图8-2-6

A.气体压强增大,内能可能不变

B.外界对气体做功,气体温度可能降低

C.气体体积减小,压强增大,内能一定减小

D.外界对气体做功,气体内能一定增加

[解析] 要正确解答本题必需抓住几个关键的词句.“细砂慢慢漏出”“缓慢降低”温度、“导热气缸”所隐含的内容为:活塞受力平衡,则内部气体压强增大,(P=P0-);缸内气体温度逐渐降低,则气体内能减小.细砂慢慢漏出的过程中,由活塞的受力情况可知,缸内气体的压强逐渐增大,又因为内部气体温度随外界温度的降低而降低,所以活塞将缓慢上升.其功能的转化情况是:外界对气体做功,气体对外放热,气体内能减小.所以正确的选项为C.

[说明] 热平衡与力平衡的含义完全不同.热平衡指的是温度相同,而力平衡指的是合外力为零.若本题中的气缸是绝热的,那么答案又如何呢?

[设计意图] 通过本例说明综合应用热力学第一定律、气体内能的特点、气体状态参量的定性关系分析问题的方法.

●反馈练习

★夯实基础

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1.活塞模型

如图8-2-1和8-2-2是最常见的封闭气体的两种方式.图8-2-1中活塞的质量为m,气缸横截面积为S,外界大气压强为P0.由于活塞处于平衡状态,所以

图8-2-1     图8-2-2

p0S+mg=pS

则气体的压强为:

p=p0+.

其实图8-2-2中的液柱也可以看成一个活塞,由于液柱处于平衡状态,所以

pS+mg=p0S

则气体压强为:

p=p0-=p0-ρgh.

总之,对“活塞模型”类求压强的问题,其基本的方法就是先对“活塞”受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.(请同学们思考:若图8-2-1中的气缸整体具有向上的加速度a,被封气体的压强如何表示?)

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3.气体压强的微观解释

气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的.气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力.气体分子的平均动能越大,分子越密,对单位面积器壁产生的压力就越大,气体的压强就越大.

●疑难解析

气体压强的确定

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2.气体分子速率分布的统计规律

大量分子做无规则运动,速率有的大,有的小,但大多数分子的速率都在某个数值附近,离开这个数值越远,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的规律.温度升高时,速率大的分子数增加,分子的平均速率增大.

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1.气体分子运动的特点

气体中的分子虽然比较稀疏,但是,每 cm3体积内的分子数仍有1019个,1个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞次数竟达109次之多.就某一个分子来说,它在某一时刻的速度具有怎样的大小和方向,完全是偶然的,但对大量分子的整体来说,分子的运动却表现出一定的规律.

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同步练习册答案