CH12气体动力论

CH12 氣體動力論 p1 12 1 理想氣體方程式 maulin 重點 1 重點 2 重點3 查理定律 定容定量氣體 2 2 1 1 T P T P 重點4 1 何謂波以耳定律 且成立之條件如何 答 溫度一定 定量氣體 密度不大時 壓力和體積成反比 2 關於波以耳定律壓力 P 與體積 V 關係下列何者正確 答 C D 3 若甲 乙 丙三生做波以耳定律實驗 得到右圖的壓力 P 與體積 V 關係圖 何故不一致 答 nRT 為斜率不同 表氣體的質量 n 或溫度 T 不同 4 查理一給呂薩克定律所控制之變因為何 可做如何陳述 答 氣體密度不大 且壓力不大 氣體壓力與絕對溫度成正比 5 若說氣體之體積與溫度成正比 有何不妥 答 要控制變因如壓力 或質量 或密度不大 V 甲 乙 6 甲 乙 丙三生做實驗以驗證查理一給呂薩克定律得體積 V 與攝氏溫度 t 圖 丙 為何不一致 為何交於一點 答 斜率表 nR P 則甲生的 n P 最大 且理論上再絕對零度時 所有氣體體積皆為零 t0C 7 用理想氣體力程式表示真實氣體之行徑 下列中會使誤差增大的是 A 密度小 B 溫度高 C 壓力大 D 減少一定容積內的分子數 解說 理想氣體分子間作用力可不計 故分子間距離要大 故在高溫 低壓下愈理想 答 C P2 8 氣體的密度小可以解釋為 A 氣體的分子運動速率小 B 氣體分子間距離大 C 氣體分子直徑小 D 氣體分子的 質量小 解說 按照氣體分子模型是分子間距離大 B 9 同溫同壓下 含水蒸氣較多的潮濕空氣與乾燥空氣相比較 於下列諸敘述中那一項是對的 A 潮濕空氣的密度較小 B 相同體積時 乾燥空氣的質量較小 C 相同體積時 潮濕空氣中所含的分子數目較少 D 相同體積時 乾燥空氣中所含的分子數目較少 A 10 使用定容氣體溫度計 當每次要測量左右二管水銀面之高度差時 必須調整靠近容器一端之水銀柱於固定之位置 其目 的是要使容器內氣體的 A 壓力 B 體積 C 分子數 D 熱量 E 溫度 保持一定 解說 定容溫度計要使氣體之體積保持一定 B 11 做定壓氣體溫度計實驗 以測量溫度時 A 是利用水的熱膨脹性質來測量溫度 B 是利用氣體的熱膨脹性質來測量 溫度 C 必須保持燒瓶內壓力不變 D 必須保持燒瓶內氣體質量不變 E 必須保持燒瓶內所含水的質量不變 解說 在 A 是利用空氣 左 E 是空氣 此題是 PV nRT 其 V T 必須控制 P 與 n B C D 12 有關定容氣體溫度計 下列敘述何者正確 A 是利用定量氣體置於一定容積的管內 不同溫度下氣體壓力之變化原理 B 比起一般液性溫度計能測溫度範圍大 C 比一般液柱溫度計準確 D 溫度增加時 各種氣體壓力增加率大約相同 E 任何種類氣體都可使用 解說 此題是 PV nRT 其 P 與 T 必須控制 V 與 n A B C D E 13 有關定壓氣體溫度計 下列敘述何者正確 A 燒瓶內的氣體分子數需一定 B 燒瓶內的氣體壓力需一定 C 是利用不 同溫度下氣體體積之變化原理 D 利用不同溫度下氣體壓力之變化原理 E 定氣壓下 溫度增高時 各種氣體膨脹 率大約相同 o 解說 此題由 PV nRT 控制 P 與 n 做 V 與 T 在 D 是體積變化 A B D E 14 為作標準定容氣體溫度計 所需之氣體性質為何 解說 定容氣體溫度計通常用氫和氦 為達到標準 氣體應為埋想氣體 沸點低 當容積一定時 其壓力與溫度成正比 15 定壓氣體溫度計 之實驗中 以攝氏溫度 t 為橫坐標 以瓶內氣體的體積 V 為縱坐標 畫出 V 一 t 直線 a 這一直線的斜率 b 截距 c 和 t 軸的交點代表什麼 解說 可見 V 一 t 圖形為一斜直線 如圖 a 斜率 V0 273 即氣體溫度每升降 l C 所增 滅之體積為 O C 時體積的 1 273 倍 b 縱軸截距 Vo 即 O C 時氣體之體積 c 和 t 軸之交點 一 273 C 即絕對零度 16 定容氣體溫度計根據何種定律而設計 試簡單說明其構造及操作要點 解說 根據查理一給呂薩克定律 定量氣體在定容下 壓力與絕對溫度成正比 調整左管之高度使右管水銀面 在每一次量度時均達到 s 處 以維持容器之氣體體積為定值 P3 17 自深 10 米 溫度為 7 C 之水底浮上一氣泡 已知氣壓為 76cm Hg 氣溫為 27 C 求氣泡之體積變為若干倍 答 2 12 倍 18 壓力為 1 氣壓 溫度為 30 C 之氫 8 升 與壓力為 2 大氣壓 溫度為 27 C 之空氣 2 升混合 求溫度變為若干後此混合 氣之壓力為 3 大氣壓 體積為 10 升 4770C 19 使用定容氣體溫度計如圖 今在大氣壓 75 cm Hg 溫度 27 C 調整圖中水銀面等高 將一端開口 另一端插入瓶中 今加熱瓶中氣體 再調整 U 管中水銀到原來 A 點 則開口端之水銀柱較 A 點高 出 15cm 則瓶中溫度為若干 答 870c 20 在 20 C 作實驗 如右圖 未加熱時 q p 兩水銀面等高 將 p 高度固定 加熱至 50 C 時 q 比 p 高出 7 6cm 若繼繽加熱 當 q p 高度差為 19cm 時 a 燒瓶中氣體的溫度為苦干 b 叉此時燒瓶中氣體的壓力為 c 原來 20 C 時 瓶中氣體壓力為 答 a 950c b 93 2cm Hg c 74 2cm Hg 21 某氣在 15 C 時其體積為 22 4 公升 若壓力不變 溫度變為 20 C 後 其體積為若干 解說 22 8 公升 22 某君找到一根玻璃毛細管 其中空部分的截面積為 0 1 平方厘米 長為 120 厘米 若要做成可測量 O C 至 1OO C 間溫 度 之氣體溫度計 選擇下面那一種容器最為適當 A 250c c 平底燒瓶 B 200c C味全乳瓶 C 100CC養樂多膠瓶 D 50c C藥水瓶 E 25c c 試管 解說 此題必須由溫度變化所產生體積變化量要少於毛細管的容積以免液體溢出 V t V0 273 15 12 E 23 將末定溫標的水銀溫度刻畫攝氏溫標時 發視冰點 0 C 和沸點 100 C 間水銀柱高度差為 16 公分 問在 25 C 時水銀 最高點和冰點刻度的距離為多少 A 2 公分 B 4 公分 C 6 公分 D 8 公分 E 10 公分 解說 B 24 一瓶充滿 20 C l 大氣壓之空氣後而密閉之 求加熱至若干後 瓶內氣體之壓力為 2 5 氣壓 設瓶之膨脹不計 解說 459 5 C 或 732 6K p4 25 如右圖之定容氣體溫度計 當 0CC b 管與 c 管中之水銀柱高度相同 均位於圖中之 S 位置 今假設 V 中的氣體溫度為 30 C 時 仍保持 b 管中的水銀柱高度在 s 點 則 c 管中的水銀柱高度需與 b 管之水銀柱高度相差若干 當時大氣壓力為 75cm Hg 解說 8 24cm 26 任何物體的溫度都不可能無限制的降低 而有一個最低的極限 此最低溫度為 A 0 K B 273 15 C C 459 67 D 0 F E 0 C 解說 最低溫度為絕對零度 即 O K 或一 273 15 C 即 459 67 F A B C 27 下列敘述何者正確 A 任何氣體在一 273 15 C 時壓力將為零 B 氣體溫度還沒有降到絕對零度前就已液化 C 在絕對零度時 任何分子將靜止不動 D 絕對零度就是一 212 F E 絕對溫標以一 273 15 C 為零度 解說 在絕對零度時 氣體之壓力零 體積零 分子不動 A B C E 28 實驗室中能得到之最佳 真空 為 10 14大氣壓力 在此 真空 中溫度 20 C 時 每立方厘米有若干氣體分子 A 2 5 102 B 2 5 105 C 2 5 108 D 5 104 E 5 107 答 B 29 定量理想氣體當壓力一定時 體積 V 與溫度 t C 之關係曲線為直線 其斜率隨 P 而異今有壓力 P1 P2 P3之三條曲線 其相交點 t 值為何 A O C B 1OO C C 273 C D 273 C E 546 C 解說 D 30 關於理想氣體的壓力 下列敘述中不正確的是 A 質量一定時 壓力和溫度成正比而和體積成反比 B 質量和體積一 定時 壓力和絕對溫度成正比 C 質量一定時 壓力和體積的乘積為一定值 D 溫度和體積一定時 壓力和質量成正比 解說 由公式 PV nRT 質量一定表示 n 定 在 A 應與絕對溫度 C 尚須溫度一定 在 D 應為 P 與 n 而非質量 A C D 31 在許多不相同溫度 T 下 將一定質量氣體的壓力 P 體積 V 測出後 計算 PV T 值 若以 T 作為橫坐標 以 PV T 值作為 縱 坐標 劃成 PV T 對 T 之曲線 則當氣體為理想氣體時 曲線應為 A 直角雙曲線 B 以原點為中心的橢圓 C 平行於 T 軸的一直線 D 平行於 PV T 軸的一直線 E 通過原點的一直線 斜率不等於零 答 PV T NR 為一定值 C 32 一定質量之理想氣體 在 PT 壓力一絕對溫度 圖上 由狀態 a 經圖中所示之過程再回 到原狀態 圖中 ab 平行於 cd 且 ab 之延長線通過原點 下列敘述何者正確 A a 到 b 之過程中體積不變 B b 到 c 之等溫過程中體積減少 C c 到 d 之過程中體 積不變 D d 到 a 之等壓過程中體積增加 E 狀態 c 之體積最小 82 年大學 答 A B D E 2 P5 33 容積各為 V1 V2之容器內各裝有同溫度 但壓力各為 P1 P2之二不同極氣體 A B 設 P2 P1 如圖所示 連接二容器之連接管之體積可以不計 如將活門 S 打開 若溫度不變 則 a 最後之壓力 b 容器 A 之分子數目之變化量佔原有 A 容器的幾分之幾 答 a B 21 2211 VV VPVP 121 212 PVV VPP 34 設分別將 1 克分子之理想氣體封存於一容器之左右二室 如圖 設整個容器內溫度保持不變 今將中間隔牆打開一小孔 很久以後左室中之氣體會有多少流到右室去 A 1 2 B l 3 C l 4 D l 5 E l 6 答 B 35 一容器內裝理想氣體 以一能自由滑動之活塞隔成左右二室 如圖 在 27 C 平衡時左右二室之 體積均為 V 今將左室緩慢加熱至 127 C 右室保持原來溫度 則左室氣體之體積增加了多少 A V 3 B V 4 C V 5 D V 7 E V 9 答 D 36 一瓶中的壓力為一大氣壓 溫度為 19 C 將此瓶加熱至若干度時 可以驅走瓶中原有分子的 1 5 A 95 C B 92 C C 76 C D 370C E 72 C 答 B 37 一燒瓶之容積為 2 升 有一附有開關之瓶塞 瓶內裝氧 其溫度為 300K 壓力為 1 大氣壓 今將瓶塞開關打開與外界大 氣 壓力為 1 大氣壓 相通 並加熱至 400K 然後將開關關閉 令其冷卻至原溫度 問 a 在燒瓶內氧之最後壓力為若干 b 燒瓶內上留氧氣若干公克 答 a 0 75atm b 1 95 克 38 兩個絕熱容器內裝有相同的理想氣體 壓力相等 其中一個容器的體積為 V 溫度為 150K 另一個容器的體積為 2V 溫 度為 450K 若使這兩個容器相亙連通 則熱平衡時氣體之溫度為 A 200 K B 270K C 800K D 350K E 375K 答 B 39 長為 10 0m 寬為 6 00m 高為 5 02 m 密閉容器 其內裝入氧氣 16 0 克 而測出氣體溫度為 127 C 則所呈現之壓力為 A 5 49 B 41 4 C 4 14 D l 75 E 2 76 牛頓 公尺 2 解說 A P6 40 氣泡之體積為 20 cm3 位於 40m 深之湖底 該處之溫度為 4 C 氣泡升至水面 該處之溫度為 20 C 設氣泡和周圍之 水溫相同 求氣泡恰抵水面前之體積為若干 解說 由 P V Nrt n 不變 水面 P l atm 水底 P 1 4 40m 水深 5 atm V 97cm3 41 在 40 C 76 cm Hg 之氧氣體 體積為 1 升 膨脹至體積 1 5 升 壓力為 80 cm Hg o 求 a 系統中氧的莫耳數 b 其最後溫度 解說 a 由 PV n RT n 0 039 mole b 80 76 1 5 0 039 0 082 273 t C a O 039mole b 220 C 42 計算在 1 00 10 3 atm 和 200K 的溫度下 lcm3的氣體所含的分子個數 解說 由 PV n RT 3 67 1016個分子 43 某房子之長 寬 高各為 8 公尺 5 公尺及 3 公尺 在一大氣壓 溫度 270C 時 房子的空氣其質量約為 A 77 千克 B 140 千克 C 308 千克 D 770 千克 E 1540 千克 B 44 4 克之氧在 6 atm 之壓力下之容積為 560 毫升 此時氧之溫度為 A 55K B 55 C C 328 C D 576 K E 765oC B 45 活塞筒能忍受之最大氣體壓力為 Po atm 已知在溫度 17 C 時 筒中氣體體積為 Vo 壓力為 l atm 試回答下列問題 a 若體積不變 溫度升至 250 C 時 氣體壓力恰等於 Po 則 Po b 若溫度在 17 C 則氣