最新理想气体状态方程四种情况资料

1、精品文档理想气体状态方程1、如图所示，u形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280k的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cmhg现向右管缓慢补充水银若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？在条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？2、如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门a，当温度为300k平衡时水银的位置如图(h1h25cm，l

2、150cm)，大气压为75cmhg。求：(1)右管内空气柱的长度l2；(2)关闭阀门a，当温度升至405k时，左侧竖直管内气柱的长度l3。3、如图所示，截面均匀的u形玻璃细管两端都开口，玻璃管足够长，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱，若气柱温度是270c时，空气柱在u形管的左侧，a、b两点之间封闭着的空气柱长为15cm，u形管底边长cd=10cm，ac高为5cm。已知此时的大气压强为75cmhg。（1）若保持气体的温度不变，从u形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，则管内空气柱长度为多少？某同学是这样解的：对ab部分气体，初态p1=100cmhg，v1=15scm3，末态p2=125c

3、mhg，v2=lscm3，则由玻意耳定律p1v1=p2v2解得管内空气柱长度l=12cm。以上解法是否正确，请作出判断并说明理由，如不正确则还须求出此时管内空气柱的实际长度为多少？（2）为了使这段空气柱长度恢复到15cm，且回到a、b两点之间，可以向u形管中再注入一些水银，且改变气体的温度。问：应从哪一侧管口注入多长的水银柱？气体的温度变为多少？4、一圆柱形气缸，质量m为10kg，总长度l为40cm，内有一厚度不计的活塞，质量m为5kg，截面积s为50cm2，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，当外界大气压强p0为1105pa，温度t0为7c时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内

4、气体柱的高l1为35cm，g取10m/s2求：此时气缸内气体的压强；当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离5、如图所示，两个绝热、光滑、不漏气的活塞a和b将气缸内的理想气体分隔成甲、乙两部分，气缸的横截面积为s=500cm2。开始时，甲、乙两部分气体的压强均为1atm（标准大气压）、温度均为27，甲的体积为v1=20l，乙的体积为v2=10l。现保持甲气体温度不变而使乙气体升温到127，若要使活塞b仍停在原位置，则活塞a应向右推多大距离?6、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体当气体的温

5、度t0=300k、大气压强p01.0105pa时，活塞与气缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求：活塞刚到卡环处时封闭气体的温度t1封闭气体温度升高到t2=540k时的压强p27、使一定质量的理想气体的状态按图中箭头所示的顺序变化，图线bc是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。c(1)已知气体在状态a的温度ta300k，问气体在状态b、和d的温度各是多大?精品文档精品文档(2)将上述气体变化过程在vt中表示出来(图中要标明a、b、c、d四点，并且要画箭头表示变化方向)。8、一定质量理想气体经历如图所示的ab、bc、ca三个变化过程，ta300k，气体

6、从ca的过程中做功为100j，同时吸热250j，已知气体的内能与温度成正比。求：（i）气体处于c状态时的温度tc；（ii）气体处于c状态时内能uc。9、如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态c。已知状态a的温度为300k。求气体在状态b的温度；由状态b变化到状态c的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由10、用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为一个大气压的空气125cm3。自行车内胎的容积为2.0l，假设胎内原来没有空气，那么打了40次后胎内空气压强为多少？（设打气过程中气体的温度不变）11、容积为2l的烧瓶，在压强为1.0105pa时，用塞子塞住，此

7、时温度为27，当把它加热到127时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27，求：（1）塞子打开前的最大压强（2）27时剩余空气的压强12、为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服航天服有一套生命系统，为航天员提供合适温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样假如在地面上航天服内气压为1.0105pa，气体体积为2l，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4l，使航天服达到最大体积若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统求此时航天服内的气体压强；若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0104pa，则需

8、补充1.0105pa的等温气体多少升？精品文档精品文档参考答案一、计算题1、解：（1）对于封闭气体有：p1=（7636）cmhg=40cmhg，v1=26s1cm3由于气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：p1v1=p2v2（2）停止加水银时，左管水银比右管高：h1=7652cmhg=24cmhg；对左管加热后，左管下降6cm，右管面积是左管的2倍，故右管上升3cm，左管比右管高为：h2=h19cm=15cm故封闭气体的压强：p3=7615cmhg=61cmhg封闭气体在初始状态和最终状态的体积相同，由查理定律可得：故：答：当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为52cmhg；使管内气

9、柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为427k2、解析：(1)左管内气体压强：p1p0ph280cmhg，右管内气体压强：p2p1ph185cmhg，精品文档精品文档设右管内外液面高度差为h3，则p2p0ph3，得ph310cmhg，所以h310cm，则l2l1h1h2h350cm。(2)设玻璃管截面积为s，对左侧管内的气体：p180cmhg,v150s，t1300k。当温度升至405k时，设左侧管内下部的水银面下降了xcm，则有p2(80x)cmhg，v2l3s(50x)s，t2405k，依据代入数据，解得x10cm。所以左侧竖直管内气柱的长度l360cm。答案：(1)50cm(2)60

10、cm3、解：（1）不正确。因为ace段水银柱总长只有45cm，所以在左侧缓慢加入25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能保留45cm长的水银柱。故末状态的压强不为125cmhg。已知p1=100cmhg，v1=15s，t1=300k；p2=（75+45）cmhg=120cmhg，v2=l2sp1v1=p2v2得l2=12.5cm（2）由水银柱的平衡条件可知向右侧注入25cm长的水银柱才能使空气柱回到a、b之间。这时空气柱的压强为p3=（75+50）cmhg=125cmhg由查理定律得t3=375k4、pp0（1105）pa0.8105pa，（4分），t47c，（5分）5、对气体乙，由题意知做等容

11、变化p2=1atmt2=300kt2=400kp2=?由查理定律（2分）得p2=atm（2分）因活塞b光滑,甲乙气体压强相等，对气体甲，做等温变化，有：p1=1atmp1=p2=atm（1分）v1=20lv1=?由玻意耳定律p1v1=p1v1（2分）精品文档精品文档得v1=15l（1分）活塞向右移动：（2分）得x=0.1m（1分）6、设气缸的横截面积为s，由盖-吕萨克定律有（3分）代入数据得（2分）由查理定律有（2分）代入数据得（2分）7、解：(1)根据气态方程得：（2分）由得：（2分）tc=600k(2)由状态b到状态c为等温变化，由玻意耳定律得：（1分）（2分）上述过程在图上状态变化过程的

12、图线如图所示。(3分)精品文档精品文档8、解析：（i）对气体从a到c由盖吕萨克定律得：（2分）解得c状态的温度tcta150k（2分）（ii）从c到a对气体由热力学第一定律得：uaucqw250j100j150j（2分）由题意得（2分）联立式解得uc150j（1分）9、由理想气体的状态方程得气体在状态b的温度tb1200k4分由状态b到状态c，气体做等容变化，由查理定律得：，则tctb600k故气体由状态b到状态c为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小。根据热力学第一定律uwq，u0，w0，故q0，可知气体要放热。9分10、根据玻意耳定律得：p1v1=p2v2p2=2.5大气压11、解：（1）塞子打开前：瓶内气体的状态变化为等容变化，选瓶中气体为研究对象，初态：p1=1.0105pa，t1=273+27=300k末态：t2=273+127=400k由查理定律可得：p2=p1=1.0105pa1.33105pa（2）塞子塞紧后，选瓶中剩余气体为研究对象初态：p1=1.0105pa，t1=400k末态：t2=300k精品文档精品文档由查理定律可得：p2=p1=1.01057.5104pa答：（1）塞子打开前的最大压强1.33105pa（2）27时剩余空气的压强7.5104pa12、解：航天服内气体经历等温过程，p1=1.