1、1第 2 节 气体的等容变化和等压变化1如图 8213 所示为 0.3 mol 的某种气体的压强和温度关系的 p t 图线。 p0表示 1 个标准大气压，则在状态 B 时气体的体积为A5.6 L B3.2 LC1.2 L D8.4 L 图 8213解析 此气体在 0 时，压强为标准大气压，所以它的体积应为 22.40.3 L6.72 L，根据图线所示，从 p0到 A 状态，气体是等容变化， A 状态的体积为 6.72 L，温度为 127 K273 K400 K，从 A 状态到 B 状态为等压变化， B 状态的温度为 227 K273 K500 K ，根据盖吕萨克定律 得， VB L8.4 L。
2、VATA VBTB VATBTA 6.72500400答案 D2如图 8214 所示是一定质量的气体从状态 A 经 B 到状态 C 的 VT 图像，由图像可知图 8214A pA pB B pC pBC VA VB D TA TB解析 由 VT 图可以看出由 A B 是等容过程， TB TA，故 pB pA，A、C 错误，D 正确；由 B C 为等压过程 pB pC，故 B 错误。答案 D3北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结。若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 T1，压强为 p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2。整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为 p0
3、。求冻结后肥皂膜内外气体的压强差。解析 肥皂泡内气体的变化可视为等容变化，由查理定律可得： ，解得： p2p1T1 p2T22p1T2T1故冻结后肥皂膜内外气体的压强差： p p2 p0 p1 p0。T2T1答案 p1 p0T2T1限时 30 分钟，满分 60 分一、选择题(每小题 4 分，共 40 分)1封闭在容器中的一定质量的气体，当温度下降时，下列说法中正确的是(容器的热胀冷缩忽略不计)A气体的密度变小 B气体的密度变大C气体的压强减小 D气体的压强增大解析 封闭容器的气体体积不变，气体的密度不变，A、B 错误；由查理定律 p CT 知压强与热力学温度成正比，温度降低，压强减小，C 正确
4、、D 错误。答案 C2一定质量的气体，在体积不变的条件下，温度由 0 升高到 10 时，其压强的增量为 p1，当它由 100 升高到 110 时，所增压强为 p2，则 p1与 p2之比是A101 B373273C11 D383283解析 由查理定律得 p T，一定质量的气体在体积不变的条件下 C，温度pT p T由 0 升高到 10 和由 100 升高到 110 ， T10 K 相同，故所增加的压强 p1 p2，C 项正确。答案 C3粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为 A 和 B 两部分，如图 8215 所示，已知两部分 图 8215气体 A 和 B 的体积关系是 V
5、B3 VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将A向 A 端移动 B向 B 端移动3C始终不动 D以上三种情况都有可能解析 由于两边气体初状态的温度和压强相同，所以升温后，增加的压强也相同，因此，水银不移动。答案 C4如图 8216 为一定质量理想气体的压强 p 与体积 V 关系图像，它由状态 A 经等容过程到状态 B，再经等压过程到状态 C。设 A、 B、 C 状态对应的温度分别为 TA、 TB、 TC，则下列关系式中正确的是 图 8216A TA TB， TB TC B TA TB， TB TCC TA TB， TB TC D TA TB， TB TC解析 气体从状态 A 经等容过程
6、到状态 B， 常量，压强减小，温度降低，即pTTA TB；从状态 B 到状态 C 为等压变化， 常量，体积增加，温度升高，则 TB TC，故选VTC。答案 C5如图 8217 所示，在一个圆柱形导热汽缸中，用活塞封闭了一部分理想气体，活塞与汽缸壁间是密封而光滑的。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个汽缸悬挂在天花板上，当外界温度升高(大气压不变)时A弹簧测力计示数变大 图8217B弹簧测力计示数变小C汽缸下降D汽缸内气体压强变大解析 测力计上的拉力跟汽缸和活塞总重力相等，当气温升高时，不影响弹簧弹力大小，所以示数不变，故 A、B 错误；以汽缸为研究对象可知，最终达到平衡时，汽缸重力与汽缸内压力之和
7、等于大气压力，因为重力和大气压力均不变，所以汽缸内压力不变，即汽缸内气体压强不变，故 D 错误；温度升高，气体的体积膨胀，汽缸下降，故 C 正确。答案 C6(多选)如图 8218 所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为 h 的水银柱，中间封有一段空气，则4图 8218A弯管左管内外水银面的高度差为 hB若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大C若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升D若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升解析 被封闭气体的压强按右边计算为 p p0 ph，按左边算也为 p p0 ph，故左管内外水银面的高度差为 h，A 正确；气体的压强不变，温度不
8、变，故体积不变，B 错 C 对。压强不变，温度升高，体积增大，右管中水银柱沿管壁上升，D 正确。答案 ACD7(多选)如图 8219 所示，是一定质量的气体的三种变化过程，下列四种解释中，说法正确的是图 8219A a d 过程气体体积增加B b d 过程气体体积不变C c d 过程气体体积增加D a d 过程气体体积减小解析 在 p T 图像中等容线是延长线过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小。因此， a 状态对应的体积最小， c 状态对应的体积最大， b、 d 状态对应的体积相等，故A、B 正确。答案 AB8.如图 8220 所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，5使汽缸悬空而静
9、止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是A.若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 图 8220B若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大解析 若外界大气压增大或气温升高，因弹簧的弹力总等于活塞与汽缸的总重力保持不变，则弹簧长度不变，活塞距地面的高度不变，A、C 错误；对汽缸分析，据平衡条件可知大气压增大，密封气体的压强增大，又气体温度不变，则体积减小，而活塞的位置不变，所以汽缸的上底面距地面的高度将减小，B 错误；若气温升高
10、，分析汽缸的平衡可知密封气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律知体积增大，汽缸的上底面距地面的高度将增大，D 正确。答案 D9如图 8221 所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为 p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体 图 8221温度，则如图所示的 p T 图像能正确反映缸内气体压强变化情况的是解析 初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，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
11、 图像中，等容线为通过原点的直线，所以 C 错误、B 正确。答案 B10(多选)如图 8222 所示，甲、乙两汽缸相同，缸内有被活塞封住的气体(活塞与汽缸间无摩擦)，在相同重物 M 和相同活塞的作用下处于平衡状态，此时甲中气体的体积小于乙中气体的体积，但温度相同。现使甲、乙中气体都升高相同的温度，当再次平衡时6图 8222A甲、乙中的气体体积膨胀得一样多B乙中气体体积膨胀得比较多C它们的压强都保持不变D它们的压强都增大解析 根据活塞和汽缸的平衡可知，封闭气体压强为 p p0 ，且始终保持不Mg mgS变，C 项正确。根据盖吕萨克定律 可得 V V。甲、乙两气体初温相同，温度V1T1 V2T2
12、TT变化相同，甲中气体的体积小于乙中气体的体积，所以乙中气体体积膨胀得比较多，B 项正确。答案 BC二、非选择题(共 20 分)11(8 分)如图 8223 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 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。图 8223解析 根据各图像的含义，从图像可以看出：A B 为等容变化，压强随温度升高而增大， VB VA1 L。B C 为等压变化，体积随温度升高而增大，故 ，所以 VC VB 1 VBTB VCTC TCTB 900450L2 L。C D 为等温
13、变化，体积随压强减小而增大，VD VC 2 L6 L。pCpD 31D A 为等压变化，体积随温度降低而减小。7答案 见解析12(12 分)如图 8224 所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部 l36 cm 处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度 T0300 K、大气压强 p01.010 5 Pa 时，活塞与汽缸底部之间的距离 l0 30 cm，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求： 图 8224(1)活塞刚到卡环处时封闭气体的温度 T1；(2)封闭气体温度升高到 T2540 K 时的压强 p2。解析 (1)设汽缸的横截面积为 S，由盖吕萨克定律有： ，代入数据得l0ST0 lST1T1360 K。(2)由查理定律有 p0T1 p2T2代入数据得 p21.510 5 Pa。答案 (1)360 K (2)1.510 5 Pa
