一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K.

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K.

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一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化.已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K.
(1)求气体在状态B时的体积.
(2)说明B→C过程压强变化的微观原因.
(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小并说明原因.
答案
(1)0.4 m3 (2)见解析 (3)Q1大于Q2,原因见解析
解析
(1)设气体在状态B时的体积为VB,由盖­吕萨克定律得
代入数据得VB=0.4 m3
(2)微观原因:气体体积不变,分子密集程度不变,温度变化(降低),气体分子平均动能变化(减小),导致气体压强变化(减小).
(3)Q1大于Q2;因为TA=TC,故A→B增加的内能与B→C减少的内能相同,而A→B过程气体对外做正功,B→C过程气体不做功,由热力学第一定律可知Q1大于Q2.
举一反三
(1)从分子动理论的角度看,对一定质量的理想气体,下列说法正确的是________.
A.若保持体积不变而温度升高,则压强一定增大
B.若保持压强不变而体积减小,则温度一定升高
C.若将该气体密闭在绝热容器里,则压缩气体时气体的温度一定升高
D.可以在体积、温度、压强这三个物理量中只改变一个
(2)如图所示,内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上,汽缸内封闭一定质量的气体,在活塞从A运动到B的过程中,气体吸收热量280 J,并对外做功120 J,气体的内能________(填“增加”或“减少”)了________J;若活塞在外力作用下从B返回到A,且返回A时温度与原来在A处的温度相同,此过程气体放出热量240 J,那么在返回的过程中________(填“气体对外”或“外界对气体”)做功________ J.

(3)某气体的摩尔质量为M、密度为ρ,用NA表示阿伏加德罗常数,求该气体分子间的平均距离.
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如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.

(1)该循环过程中,下列说法正确的是________
A.A→B过程中,外界对气体做功
B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”).若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数.(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,计算结果保留一位有效数字)
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(5分)如图所示,一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c,吸收了340J的热量,并对外做功120J。若该气体由状态a沿adc变化到状态c时,对外做功40J,则这一过程中气体       (填“吸收”或“放出”)热量       J。

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如图所示,横截面积S=10cm2的活塞,将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内,开始活塞与气缸底都距离H=30cm.在活塞上放一重物,待整个系统稳定后.测得活塞与气缸底部距离变为h=25cm.已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa,不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦,取g=10rn/s2.求:

①所放重物的质量;
②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量.
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(3分)(本小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的,全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶,并用打气筒向饮料瓶内打气,装置如图所示。当压强增大到一定程度时,橡皮塞冲出,发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结,产生这一现象的原因是饮料瓶中气体(   )
A.体积增大,压强减小
B.动能增大,温度升高
C.对外做功,温度降低
D.质量减少,温度降低

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