(多选)如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,能使h变大的原因是( )
分析:
开始时水银柱在大气压强和内部空气压强的作用下处于平衡状态,要使两端液面的高度差变大,应改变内部气体与外部大气压强的压强差.
解答:
解:以液柱h为研究对象,由受力平衡可知:P=P_0+h,则有:
A、环境温度升高时,大气压强不变,而封闭气体压强增大,重新达平衡后h增大,故A正确;
B、大气压强增大时,液柱将左移使左侧液面上移,故重新平衡后高端的高度差减小,故B错误;
C、向右管加入水银时,左侧液面上升使左侧气体压强增大,大气压强不变,故重新平衡后,由上式可得h变大,故C正确;
D、U型管自由下落时,液柱失重故对气体没有压力,内外压强相等,而此时左侧气体压强大于P_0,故在自由下落中体积要增大,故液柱右移,高度差h增大,故D正确;
故选ACD.
点评:
求解封闭气体的压强关键在于找准研究对象,通过分析受力或分析压强得出平衡关系即可求出,注意封闭气体对各个器壁的压强相等.
(多选)下列各图中,P表示压强,V表示体积,T表示热力学温度,t表示摄氏温度,各图中正确描述一定质量理想气体等压变化规律的是( )
分析:
根据气体状态方程来理解图象含义,可以写出图象中两个物理量的函数关系来判断图象的形状.
解答:
解:气体做等压变化,B、D图象中的压强变化,故A正确,BD错误;
根据气态方程:$\frac {PV}{T}$=C(常数),有V=$\frac {C}{P}$T由于是等压变化,故$\frac {C}{P}$为常数,因此V-T图为过原点的直线,故C正确.
故选AC.
点评:
从图象上描述气态状态变化,要明确两坐标轴的含义,可以通过气态状态方程写出两坐标轴代表物理量的函数关系,加深理解.
如图所示,是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V-T图象,由图象可知( )
分析:
逐步分析各状态的状态参量的变化,利用理想状态方程定性分析即可得知正确选项.
解答:
解:A、从V-T图象中可以看出,V-T图线是过坐标原点的倾斜直线,由状态A到状态B的过程是等压过程,所以有P_A=P_B,选项A错误.
BD、由状态B到状态C的过程是等温过程,由$\frac {PV}{T}$=C可知,T不变时,体积减小,压强增大,所以有P_C>P_B,所以选项B错误,D正确.
C、由图可以得知,状态C和状态A的体积是相同的,由$\frac {PV}{T}$=C可知,体积V不变时,温度降低,压强减小,所以有P_A<P_C,选项C错误.
故选:D
点评:
该题考查了理想气体状态方程的应用,解答此类问题要注意会对图象的观察和分析,知道P-V、V-T、以及P-T图的特点.会用理想气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C进行定性的分析和定量的计算.
一定质量的理想气体从状态A经B到状态C的V-T图象如图所示,线段BC的延长线经过O点.由图可知( )
分析:
根据理想气体状态方程可知在V-T图象中,图线上各点与坐标原点的连线斜率代表压强,斜率越大压强越小,分析各条图线的变化可知.
解答:
解:与坐标原点的连线上各点的压强相等,由$\frac {PV}{T}$=C知P=$\frac {T}{V}$C,斜率越大压强越小,所以:p_C=p_B>p_A.
故选:C
点评:
本题考查V-T图象中图象的物理含义,在V-T图象中,图线上各点与坐标原点的连线斜率的倒数代表压强,斜率越大压强越小
一定质量的理想气体,如果保持它的体积不变,降低温度,使它的压强变为0℃时压强的$\frac {1}{n}$,则此时气体的摄氏温度数值是( )
分析:
气体经历等容变化,根据查理定律公式PV=C列式分析即可.
解答:
解:气体经历等容变化,降低温度,使它的压强变为0℃时压强的$\frac {1}{n}$,根据查理定律,有:
$\frac {P}{T}$=$\frac {$\frac {P}{n}$}{T$_1$}$
故:
$\frac {1}{0+273}$=$\frac {$\frac {1}{n}$}{t$_1$+273}$
解得:
t$_1$=$\frac {-273(n-1)}{n}$
故选:C.
点评:
本题关键是明确气体经历等容变化过程,根据查理定律列式分析即可,注意摄氏温标与绝对温标的联系.
一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B,这一过程在V-T图上所示,则( )
分析:
图象是V-T图象,根据图象所示气体状态参量的变化,应用理想气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C判断气体的压强如何变化.
解答:
解:A、AC过程中气体温度不变,体积减小,由理想气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C可知,气体的压强增大,故A正确;
B、CB过程中,气体体积不变,温度升高,由理想气体状态方程$\frac {PV}{T}$=C可知,气体压强变大,故B错误;
C、D、由A与B的分析可知,A状态的压强最小,B状态的压强最大.故CD错误.
故选:A.
点评:
根据图象所示气体体积与温度的变化情况,应用理想气体状态方程可以判断出气体压强如何变化,根据气体温度的变化,可以判断出气体内能的变化.
一定质量的理想气体V-t的图象如图所示,在气体由状态A变化到状态B的过程中,气体的压强( )
分析:
根据理想气体状态方程,由图象判断出气体各状态的状态参量变化过程.
解答:
解:由公式$\frac {PV}{T}$=C知,$\frac {V}{T}$=$\frac {1}{P}$C,所以斜率表示压强的倒数,但这个斜率应该是该点与热力学温度0K的连线,由图象知由状态A变化到状态B的过程中,斜率增大,所以压强减小.
故选:B
点评:
本题考查了求气体状态参量问题,分析清楚图示图象,根据图象判断出气体的状态变化过程与状态参量、应用气体状态方程即可正确解题