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专题强化练3 气体状态变化的图像问题
1.(2022重庆西南大学附中期中)如图所示是一定质量理想气体经历的三个状态变化的p-T图像,对应的转换图像中可能正确的是 ( )
A
B
C
D
2.(2021江苏常州第三中学期中)将质量相同的同种气体A、B分别密封在体积不同的两容器中,保持两部分气体体积不变,A、B两部分气体的压强p随温度t的变化图像如图所示,则下列说法不正确的是 ( )
A.A部分气体的体积比B部分小
B.A、B两部分气体的p-t图线的延长线将相交于t轴上的同一点
C.A、B两部分气体温度改变量相同时,其压强改变量也相同
D.A、B两部分气体温度改变量相同时,A部分气体压强改变量较大
3.(2022山东淄博一模)一根足够长的试管开口竖直向下,试管中用水银封闭了一定质量的理想气体,如图所示。现将试管绕定点缓慢向右转到虚线处,环境温度不变,关于这一过程中理想气体的状态参量变化,下列图像中可能正确的是 ( )
A B
C D
4.(2022海南模拟预测)如图所示是一定质量的某种理想气体状态变化的p-V图像,气体由状态A变化至状态B的过程中,气体分子平均速率的变化情况是 ( )
A.一直保持不变 B.一直增大
C.一直减小 D.先增大后减小
5.(2023辽宁沈阳月考)一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体 ( )
A.状态b的压强大于状态c的压强
B.状态a的压强小于状态b的压强
C.从状态c到状态d,体积减小
D.从状态a到状态c,温度不变
6.(2021河南周口月考)如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的p-T图像,已知气体在状态C时的体积是6 L,求:
(1)状态D时的气体体积VD;
(2)状态A时的气体体积VA。
7.(2023福建厦门实验中学期末)如图甲所示是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图像,已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)根据图像提供的信息计算图甲中TA对应的温度值;
(2)请在图乙坐标系中作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图像,并在图线相应位置上标出字母A、B、C,如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。
8.(2023江苏南通学情检测)如图甲所示,水平放置的气缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,A左侧气缸的容积为V0,A、B之间容积为0.1V0,开始时活塞在A处,缸内气体压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B,求:
(1)活塞移动到B时,缸内气体温度TB;
(2)在图乙中画出整个过程的p-V图线。
专题强化练3 气体状态变化的图像问题
1.B 2.C 3.D 4.D 5.AB
1.B 由理想气体状态方程可得=C,整理得p=T,由题图可知,从A到B过程,气体体积V不变,随温度的升高压强增大,B到C过程,温度不变,随着压强的减小体积增大,C到D过程为等容变化,随着温度的降低压强减小,该过程图线的斜率小于A到B过程图线的斜率,故体积大于A到B过程气体的体积。A选项图中,A到B过程体积增大,不符合题意,A错误;B选项图中,A到B过程为等容升压,B到C过程为等温降压,C到D过程为等容降压,符合题意,B正确;C选项图中,C到D过程的体积小于A到B过程的体积,不符合题意,C错误;D选项图中,A到B过程温度保持不变,不符合题意,D错误。
2.C 由题图可知,A、B两部分气体都发生等容变化,p-t图线都过t轴上点(-273 ℃,0),故B正确,不符合题意;由理想气体状态方程=C,可得p=·T,p-t图线的斜率越大,则气体的体积越小,故A部分气体的体积比B部分小,A正确,不符合题意;A图线的斜率较大,由数学知识可知温度改变量相同时,A气体压强改变量较大,C错误,符合题意,D正确,不符合题意。故选C。
3.D 设管内气体的压强为p、体积为V,水银柱的长度为h,试管转过的角度为θ,则p=p0-phcos θ,当θ增大时,cos θ减小,封闭气体的压强增大,又温度不变,由=C知体积减小,则A、B、C错误;气体的温度不变,则p-V图像是等温线,为双曲线的一支,由于封闭气体的压强增大、体积减小,因此D正确。
4.D 由题图可知,pAVA=pBVB,所以A、B两状态的温度相等,在同一等温线上。可在p-V图上作出几条等温线,如图所示。由于离原点越远的等温线温度越高,所以从状态A到状态B的过程中,温度应先升高后降低,分子的平均速率先增大后减小,故D正确。
5.AB 分别过a、b、c、d四个点作出等压线,如图所示,保持体积不变,温度越高,则压强越大,在V-T图像中,倾角越大,压强越小,所以有pa
解析 (1)C到D过程为等压变化,由盖—吕萨克定律可知
=
即=
解得VD=8 L
(2)由题图可知,B到C过程为等容变化,所以
VB=VC=6 L
A到B过程为等温变化,由玻意耳定律可知
pAVA=pBVB
代入数据,有2VA=VB=6 L
解得VA=3 L
7.答案 (1)200 K (2)见解析
解析 (1)由题图甲所示图像可知,A与B的连线所在的直线过原点,所以A→B是一个等压过程,即
pB=pA=1.5×105 Pa
由图像可知,VA=0.4 m3,VB=VC=0.6 m3,TB=300 K,TC=400 K,从A到B过程,由盖—吕萨克定律得
=
解得TA=200 K。
(2)从B到C为等容过程,由查理定律得
=
解得pC=2×105 Pa,气体的p-T图像如图所示
8.答案 (1)363 K (2)见解析图
解析 (1)活塞离开A处前缸内气体发生等容变化,初态p1=0.9p0,T1=297 K,末态p2=p0
根据查理定律得=,代入数据解得,活塞刚离开A处时缸内气体的温度为T2=330 K
活塞由A移动到B的过程中,缸内气体做等压变化,由盖—吕萨克定律得=
代入数据解得TB=1.1T2=1.1×330 K=363 K
(2)p-V图线如图
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