气体及气体状态方程

1、气体实验定律

玻意耳定律：（C为常量）→等温变化

  微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。

  适用条件：压强不太大，温度不太低

  图象表达：

查理定律：（C为常量）→等容变化

  微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。

  适用条件：温度不太低，压强不太大

  图象表达：

盖吕萨克定律：（C为常量）→等压变化

  微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变

  适用条件：压强不太大，温度不太低

  图象表达：

2、理想气体

  宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验

气体可以看成理想气体

  微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想

气体的内能只与温度有关，与体积无关

  理想气体的方程：

3、气体压强的微观解释

   大量分子频繁的撞击器壁的结果

   影响气体压强的因素：气体的平均分子动能（温度）分子的密集程度即单位体积内的分子数（体积）

1、如图所示，为质量恒定的某种气体的p-T图，A、B、C

三态中体积最大的状态是（     ）

A．A状态         B．B状态  

    C．C状态         D．条件不足，无法确定

2、 一定质量的理想气体处于某一平衡态，此时其压强为p0，欲使气体状态发生变化后压强仍为p0，通过下列过程能够实现的是（  ）

A．先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，使气体压缩

B．先保持体积不变，使压强降低，再保持温度不变，使气体膨胀

C．先保持温度不变，使气体膨胀，再保持体积不变，使气体升温

D．先保持温度不变，使气体压缩，再保持体积不变，使气体降温

3、下列说法中正确的是（　   ）

A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加

D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大

4、一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是（  ）

A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝T2         B．p1＝p2，V1＝V2，T1＝2T2

C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2      D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2

5、两端封闭的玻璃管，中间有一段水银把空气分割为两部分，当玻璃管竖直时，上、下两部分的空气体积相等，如果将玻璃管倾斜，则（    ）

A．水银柱下降，上面空气体积增大    B．水银柱上升，上面空气体积减小

C．水银面不动，上面空气体积不变     D．下面部分的空气压强减小

6、一定质量气体作等容变化，温度降低时，气体的压强减小，这时  （    ）

A．分子平均动能减小   B．分子与器壁碰撞时，对器壁的总冲量减小

C．分子平均密度变小了   D．单位时间内分子对器壁单位面积的碰撞次数减少

7、对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（  　）

A．当体积减小时，V必定增加

B．当温度升高时，N必定增加

C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化

D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变

8、如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K、P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（  　）

A．气体体积膨胀，内能增加

B．气体分子势能减少，内能增加

C．气体分子势能增加，压强可能不变

D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中

9、．关于气体压强，以下理解不正确的是 （     ）

A．从宏观上讲，气体的压强就是单位面积的器壁所受压力的大小

B．从微观上讲，气体的压强是大量的气体分子无规则运动不断撞击器壁产生的

C．容器内气体的压强是由气体的重力所产生的   

D．压强的国际单位是帕，1Pa＝1N/m2

10、如图所示，一端封闭的玻璃管开口向下竖直倒插在水银槽中，其位置保持固定。已知封闭端内有少量空气。若大气压强变小一些，则管中在水银槽水银面上方的水银柱高度h和封闭端内空气的压强p将如何变化(     )

A.h变小，p变大      B.h变大，p变大

C.h变大，p变小      D.h变小，p变小

11、对一定量的气体， 下列说法正确的是（   ）

A．气体的体积是所有气体分子的体积之和

B．气体分子的热运动越剧烈， 气体温度就越高

C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

D．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少

12、地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）（   ）

A．体积减小，温度降低                B．体积减小，温度不变

C．体积增大，温度降低                D．体积增大，温度不变

13、已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能（     ）

A．先增大后减小            

B．先减小后增大

C．单调变化                

D．保持不变

14、一气象探测气球，在充有压强为1．00atm（即76．0cmHg）、温度为27．0℃的氦气时，体积为3．50m3。在上升至海拔6．50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36．0cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48．0℃。求：

（1）氦气在停止加热前的体积；

（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。

15、一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动．气缸壁是导热的，两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3：2，如图所示．在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d．求活塞B向右移动的距离．不计活塞与气缸壁之间的磨擦． 

16、如图9－4所示，某压缩式喷雾器储液桶的容量是5．7×10－3m3．往桶内倒入4．2×10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出．如果每次能打进2．5×10－4m3的空气，要使喷雾器内空气的压强达到4标准大气压应打气几次？这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1标准大气压） 

17、如图所示，竖直放置的气缸内盛有气体，上面被一活塞盖住．活塞通过劲度系数k＝600N/m的弹簧与气缸相连接，系统处于平衡状态，已知此时外界大气压强ρ0=1.00×105N/m2，活塞到缸底的距离l＝0.500m，缸内横截面积S＝1.00×10－2m2．今在等温条件下将活塞缓慢上提到距缸底为2l处，此时提力为F＝500N，弹簧的原长l0应为多少？若提力为F＝700N，弹簧的原长l0又应为多少？（不计算摩擦及活塞和弹簧的质量，并假定在整个过程中，气缸不漏气，弹簧都遵从胡克定律）

18、一定质量的理想气体由状态A经过图9－9中所示过程变到状态B，在此过程中气体的密度（　 ）．

　A．一直变小 　　B．一直变大 　　C．先变小后变大　　 D．先变大后变小

19、如图，一气缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内，平衡时活塞与气缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d。已知大气压强为P0,不计气缸和活塞间的摩擦；且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为P0；整个过程中温度保持不变。求小车加速度的大小。

20、如图，容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩

21、空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为(　　)

A．2.5 atm　B．2.0 atm　C．1.5 atm　D．1.0 atm

22、如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是（  ）

A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些；

B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大；

C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小；

D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大。

23、一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列判断中正确的是           （  ）

A．A→B温度升高，压强不变；

B．B→C体积不变，压强变大； 

C．C→D体积变小，压强变大；

D．D点的压强比A点的压强大。

24、如图所示，一根粗细均匀、内壁光滑的玻璃管竖直放置，玻璃管上端有一抽气孔，管内下部被活塞封住一定质量的理想气体，气体温度为T1。现将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p0时，活塞下方气体的体积为V1，此时活塞上方玻璃管的容积为2.6 V1，活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空后密封，整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，然后将密封的气体缓慢加热。求：

（1）活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2；

（2）当气体温度达到1.8T1时的压强p。

25、如图，粗细均匀、两端开口的U形管竖直放置，两管的竖直部分高度为20cm，内径很小，水平部分BC长14cm。一空气柱将管内水银分隔成左右两段。大气压强P0＝76cmHg。当空气柱温度为T0＝273K、长为L0＝8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也为2cm。求：（1）右边水银柱总长是多少？

（2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB内？

（3）为使左、右侧竖直管内的水银柱上表面高度差最大，空气柱温度至少要升高到多少？

26、一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为PⅠ0，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。