气压式保温瓶内密封空气体积为V,瓶内水面与出水口的高度差为h,如图所示.若此时瓶内气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使

气压式保温瓶内密封空气体积为V,瓶内水面与出水口的高度差为h,如图所示.若此时瓶内气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使

题型:烟台一模难度:来源:
气压式保温瓶内密封空气体积为V,瓶内水面与出水口的高度差为h,如图所示.若此时瓶内气体的摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,水的密度为ρ,大气压强为P0,欲使水从出水口流出,需从顶部向下按压活塞盖子,假设按压过程是缓慢进行的
(1)写出瓶内气体分子数的估算表达式.
(2)压缩过程中保温瓶内空气的内能如何变化?(说明理由)
(3)瓶内空气压缩量△V至少为多少时保温瓶内的水才能向外流出?(计算时可忽略瓶中气体温度的变化,重力加速度为g)魔方格
答案
(1)设保温瓶内气体分子数为n,则n=
V
V0
NA
(2)压缩过程中保温瓶内空气的内能增大.
因为压缩瓶内气体时外界对气体做正功,即W>0,而瓶胆是由绝热材料制成的,不与外界进行热量交换,即Q=0,根据热力学第一定律△U=W+Q可知△U>0,即气体的内能增大.
(3)忽略瓶中气体温度的变化,瓶内气体发生等温变化,
P1=P0,V1=V,P2=P0+ρgh,V2=?
由玻意耳定律P1V1=P2V2
又△V=V1-V2
解得△V=
ρghV
P0+ρgh

答:
(1)瓶内气体分子数的估算表达式为n=
V
V0
NA
(2)压缩过程中保温瓶内空气的内能增大.
(3)瓶内空气压缩量△V至少为
ρghV
p0+ρgh
时保温瓶内的水才能向外流出.
举一反三
已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为2.9×10-2 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为(   )
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A.4×1016 m3B.4×1018 m3C.4×1020 m3D.4×1022 m3
A.一位同学为了表演“轻功”,用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体),然后将它们放置在水平木板上,再在气球的上方平放一块轻质塑料板,如图所示.这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中,气球一直没有破裂,球内气体温度可视为不变.
(1)下列说法正确的是______
A.气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B.由于该同学压迫气球,球内气体分子间表现为斥力
C.气球内气体分子平均动能不变
D.气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
(2)表演过程中,对球内气体共做了4J的功,此过程中气球______(填“吸收”或“放出”)的热量是______J.若某气球突然爆炸,则该气球内的气体内能______(填“增加”或“减少”),温度______(填“升高”或“降低”).
(3)一只气球内气体的体积为2L,密度为3kg/m3,平均摩尔质量为15g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算这个气球内气体的分子个数.魔方格
一个房间的地面面积是15m2,房间高3m,已知空气的平均摩尔质量为M=2.9×10-2kg/mol,通常用空气湿度表示空气中含有水蒸气的情况,若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为1L,已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的摩尔质量为M0=1.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023个/mol,求:
(1)房间内空气质量
(2)房间内水分子的个数
(3)估算一个水分子的大小(保留两位有效数字)
(B)一个细口瓶,开口向上放置,容积为2.0升,在温度0℃、一个标准大气压的环境里,瓶内气体的分子数为______个;当环境温度高20℃时,热力学温度升高______K.(只要求2位有效数字,阿伏伽德罗常数N=6.0×1023mol-1
下列说法中正确的是(  )
题型:海淀区模拟难度:| 查看答案
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A.知道某物质的摩尔质量和阿伏加德罗常数,一定能求出其分子质量
B.温度升高,物体内所有分子热运动的速率都增加
C.布朗运动就是液体分子的运动,它证明分子在永不停息地做无规则运动
D.当两个分子间距离增大时,分子间的引力和斥力同时减少,而分子势能一定增大