第十二单元练习 内能与理想气体 2002.3
R = 8.31 J/mol K = 0.082 atm L/mol K 班级 姓名
一. 选择题
1. 甲、乙两个分子相距很远(此时它们相互间的作用力可忽略不计)。设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近,直到不能靠近为止。则在上述过程中分子力做功情况是( )
A. 分子力一直对乙做正功
B. 分子力一直对乙做负功
C. 分子力先对乙做正功,后对乙做负功
D. 分子力先对乙做负功,后对乙做正功
2. 质量和温度都相同的氢气和氧气,它们的( )
A. 分子数相同 B. 内能相同
C. 分子的平均速率相同 D. 分子的平均动能相同
3. 由下列哪一组数据可以计算出阿伏伽德罗常数( )
A. 水的密度和水的摩尔质量 B. 水的摩尔质量和水分子的体积
C. 水分子的质量和水分子的体积 D. 水的摩尔质量和水分子的质量
4. 关于物体的内能,以下说法中正确的是( )
A. 温度相同的物体,其分子的平均动能相同
B. 体积相同的物体,其分子的总势能相同
C. 温度、体积都相同的物体,其内能相同
D.吸收了相等热量的物体,其内能相同
5. 一定质量的理想气体可以经历不同的热力学过程,从状态Ⅰ(p1、V1、T1)变化到状态Ⅱ(p2、V2、T2)。已知T1>T2,则在所有这些可能的热力学过程中( )
A. 气体一定都从外界吸收热量 B. 气体与外界交换的热量都是相等的
C. 外界对气体做的功都是相等的 D. 气体内能的变化量都是相等的
6. 一个密闭容器中盛有一定量的水,水面上方充满了同温度的水蒸气. 下列说法中正确的是( )
A. 因为二者温度相同,所以它们的分子平均动能一定相等
B. 因为水蒸气是由水汽化而来的,所以水蒸气分子的平均动能一定大
C. 因为水蒸气是由水汽化而来的,所以水蒸气的内能一定比水的内能多
D. 因为水蒸气是由水汽化而来的,所以水蒸气分子间的平均势能一定大
7. 右图是一定质量的理想气体的p--T图,a、b、c、d表示四个不同的状态,则下列说法中正确的是( )
A. 气体由状态a变化到c,其内能减少,一定向外界放热
B. 气体由状态a变化到d,其内能增加,一定从外界吸热
C. 气体由状态d变化到b,其内能增加,一定从外界吸热
D. 气体由状态b变化到a,其内能减少,一定向外界放热
8. 如图所示,上端封闭的均匀直玻璃管竖直插入水银槽内,一些空气被封在管内。设法保持水银槽内水银面上下管长不变,而将玻璃管倾斜一个小角度后静止。则管内水银柱长度及空气柱的压强变化是( )
A. 水银柱长度增加,空气柱压强增大
B. 水银柱长度增加,空气柱压强减小
B. 水银柱长度减小,空气柱压强减小
D. 水银柱长度减小,空气柱压强增大
9. 一定质量的理想气体原来处于平衡态Ⅰ,现设法使其温度降低而压强升高,达到平衡态Ⅱ。则下列说法中正确的是( )
A. 状态Ⅰ时气体的密度比状态Ⅱ时气体的密度大
B. 状态Ⅰ时分子的平均动能比状态Ⅱ时分子的平均动能大
C. 状态Ⅰ时每个分子的动能都比状态Ⅱ时每个分子的动能大
D. 状态Ⅰ时分子间的平均距离比状态Ⅱ时分子间的平均距离大
10. 如图所示,两端开口竖直放置的U形管内,由两部分水银封闭着一段长L的空气柱。水银柱a的左、右界面高度差为h。若保持温度不变,完成下述操作( )
A. 若从左管再注入适量的水银,则重新稳定后高差h增大
B. 若从左管再注入适量的水银,则重新稳定后高差h不变
C. 若从右管再注入适量的水银,则重新稳定后高差h增大
D. 若从两管同时再注入适量的水银,则重新稳定后高差h不变
11.一定质量的理想气体,从状态A开始,经历四个状态变化过程后又回到状态A,如p-T图所示。其中AB和CD为等压过程,BC和DA为等温过程。那么经历了ABCDA一个全过程后,可以肯定的是,在这个循环的过程中( )
A. 气体对外界做功,同时从外界吸热,但内能不变
B. 外界对气体做功,气体向外界放热,但内能不变
C. 气体对外界做功,同时从外界吸热,但内能减少
D. 外界对气体做功,气体向外界放热,但内能增加
12. 如图所示,U形管左管口上套有一个橡皮小气球,向管内注入一些
水银后则将一部分空气封在左管上部和小气球内。当再向右管内注入一
定量的水银后,发现小气球的体积略有膨胀。设在此过程中被封气体与
外界无热交换,那么该气体的( )
A. 体积增大 B. 压强增大 C. 温度降低 D. 内能增大
13. 如图所示,一个质量不计的活塞,将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内,活塞上堆放着细砂。最初活塞静止,现设法对缸内气体缓慢加热,同时不断地取走细砂,使活塞缓慢上升,直到细砂全部被取走。则在此过程中( )
A.
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B. 气体的温度可能不变,气体对外做功
C. 气体的压强减小,内能可能不变
D. 气体对外做功,内能可能增加
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二. 填空题
14. 设大气压恒定,若中午时分气温为270C,子夜时气温为70C。则中午时分的空气密度是子夜时空气密度的 倍。
15. 一个容积为8L的氧气筒,其内部氧气的压强是6atm,将它与一真空容器连通,待稳定后其压强变为2atm。设温度不变,则那个真空容器的容积是 L。
16. 一定质量的理想气体,经一等温变化后,其压强从2×105Pa增大到6×105Pa,此期间气体的体积变化了1.0L。则该气体原来的体积是 L。
17. 一定质量的理想气体,经一等容变化的过程后温度升高 K,可使其压强的增量等于它在00C时的压强值,而无论它目前的压强是多少。
18. 在一个体积不变的密闭容器中充有1atm的氢气,对此氢气加热,当热力学温度变为原来的10倍时,全部氢气都被电离成为等离子体状态,则此时容器内的等离子体压强为 atm。提示:等离子体与理想气体一样,都遵循克拉伯龙方程pV=nRT。
19. 某种油其密度是0.86×103kg/m3,摩尔质量是250g/mol,将一滴体积为1.0mm3的油滴滴的水面上,它所能形成的油膜的最大面积是1.25m2。根据以上数据,估算阿伏伽德罗常数NA= 。(取两位有效数字,且设油分子为立方体模型)
20. 铜的密度ρ= 8.9g/cm3,摩尔质量μ= 64g/mol。那么,1cm3的铜中含有
个铜原子,每个铜原子的体积是 m3。(取两位有效数字)
21. 已知高空某处的大气压为0.4atm,气温为零下300C。则此处每立方厘米空气中的分子数是 个。
22. 如图所示,两端都封闭的均匀直玻璃管竖直放置,一段水银柱将管内
空气分为A、B两部分。全部装置放在同温环境下,当环境温度下降后,
管内水银柱将 。将管放平后,水银柱将向 方移动,如果环境
温度再上升,则水银柱将 移动。
三. 作图与计算题
23. 如下图所示,图中直线AB是一定质量理想气体等容过程的 p--t图线。现使该气体从状态A出发,经一等温膨胀过程,体积变为原来的2倍(设此时的状态为C)。然后保持体积不变,缓慢加热气体,使之达到状态D,使此时气体的压强等于状态B时的压强。试用作图法在图中画出D点的位置。简述作图过程,特别要说明C点是如何确定的。
作图过程:
(1)
(2)
(3)
其中确定C点的理由是: 。
24. 如图所示,汽缸由两个横截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动。A、B的质量分别为mA=12kg,mB=8.0kg,横截面积分别为SA=4.0×10-2m2,SB=2.0×10-2m2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间。活塞外侧大气压强p0=1.0×105Pa
(1)汽缸水平放置,达到如图Ⅰ所示的平衡状态,求气体的压强。
(2)已知此时气体的体积V1=2.0×10-2m3,若保持温度不变,将汽缸竖直放置,达
到平衡状态后如图Ⅱ所示。与图Ⅰ相比,活塞移动的距离是多少?(g=10m/s2)
Ⅰ
Ⅱ
25. 如图所示,0.1mol的氦气(可视为理想气体)由初态A等容升压到状态B,再沿直线BC所示的过程膨胀到状态C,最后再等压压缩回到状态A,试求:
(1)在全部变化过程中气体所能达到的最高温度及与 之相应的其它状态参量。
(2)沿A→B→C→A完成一个循环,气体做了多少功?
《第十二单元练习 内能与理想气体》答案
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
C | D | D | A | D | AD | BD | A | BD | BC | A | BD | BCD |
14. (0.93) 15. 16 16. 1.5 17. 273 18. 20
19. 5.7×1023 20.8.37×1022 , 1.19×10-29 21. 1.2×1019
22.下降,A,不。
23.作图过程:
(1) 延长BA交t轴于一点M(-273,0)
(2) 取OA中点即为C态
(3) 连接MC并延长交过B平行于t轴的直线于D
其中确定C点懂得理由是:根据玻-马定律PV=C可知:
当VC=2VA时,PC=PA/2
24.(1)P=P0 (2)活塞移动的距离为0.1米
25.(1)最高温度TM=244K, 此时P=1.0atm,V=2L
(2)完成一个循环,气体做功为101.3J