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例题:在密闭容器中的一定量气体,在恒温下体积增大,后又体积减小,这两次过程中以下量中不变的是:
A.分子的平均速率
B.分子的平均动能
C.分子的密集程度
D.单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数
解析:
根据题意,该气体在恒温下体积增大,说明气体体积膨胀对外做功,但外界对气体做功未知,无法判断气体内能变化情况,也就无法判断温度变化情况,故分子的平均动能可能增加、不变或减小;体积减小,外界对气体做功,无法判断气体是否吸热或放热,故无法判断温度变化情况,故分子的平均动能可能增加、不变或减小;由于体积增大时气体对外做功,体积减小时外界对气体做功,根据热力学第一定律可知气体内能可能增加、不变或减小;由于温度是分子平均动能的标志,故分子的密集程度不变。
答案:C。
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以下是一份高中物理热学试卷的相关例题:
一、选择题(每题4分,共30分)
1. 一定质量的理想气体,当温度不变时,气体的压强随体积的减小而增大,其主要原因是( )
A. 气体分子平均速率变小
B. 气体分子密度变大
C. 气体分子对器壁的撞击力变大
D. 单位体积内的分子数变大
正确答案是:D. 单位体积内的分子数变大。
2. 在一定温度下,一定量的气体体积增大,则下列说法正确的是( )
A. 气体分子密度变小
B. 气体分子势能变大
C. 分子平均动能增大
D. 每个气体分子速率都增大
正确答案是:A. 气体分子密度变小。
3. 在一定温度下,一定量的气体膨胀并向外传热,则该气体( )
A. 内能可能不变
B. 一定从外界吸热
C. 一定向外界放热
D. 一定对外界做功
正确答案是:B. 一定从外界吸热。
二、填空题(每空2分,共30分)
4. 在一定温度下,一定量的气体膨胀并向外传热,如果他的压强不变,则它的内能____________。
5. 在一定温度下,一定量的气体发生等温变化时,其压强随体积增大而减小,这是由于( )
A. 分子的平均速率不变
B. 分子的密度增大
C. 分子的平均动能不变
D. 分子的平均距离增大
正确答案是:C. 分子的平均动能不变。
三、计算题(共40分)
6. 一容器内封闭一定质量的理想气体,温度升高时压强不变,求气体分子间的平均距离如何变化?请根据所学知识加以解释。
正确答案是:温度升高时压强不变,说明气体的体积增大;由于理想气体分子间的距离远大于分子本身大小,所以可以认为分子间的距离没有变化。因此,随着温度的升高,气体分子间的平均距离增大。
解释:理想气体分子间的距离远大于分子本身大小,所以可以认为分子间的距离没有变化。因此,随着温度的升高,气体分子间的平均距离增大。同时,由于气体的体积增大,所以容器内气体的压强不变。
通过以上例题,可以加深对高中物理热学知识的理解,并提高解题能力。
以下是一份高中物理热学试卷及部分例题和常见问题,供您参考。
一、选择题(共12分)
1. 一定质量的理想气体,当它的压强和体积增加时,气体的温度必定( )
A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法确定
二、填空题(共20分)
2. 一定质量的理想气体,当它的压强和热力学温度升高时,气体的体积减小,则气体分子的平均动能______,气体的内能______。
3. 在一定温度下,一定量的气体体积增大时,分子运动速度加快,分子间距增大,则分子间的相互作用力______,分子势能______。
三、计算题(共28分)
4. 有一理想气体,在一定温度下,它的压强为p0时,其摩尔质量为M。现将它压缩为原来的1/2,求该气体从初态的压强变为原来的多少倍?
常见问题:
1. 什么是理想气体?
答:理想气体是一种假设的气体模型,它具有以下性质:气体分子间没有相互作用力,即不考虑分子间的相互作用力;气体分子本身不占有体积,可以充满任何容器;分子间无相互作用力,即不考虑分子间的碰撞和弹性恢复力。
2. 如何理解理想气体的状态方程?
答:理想气体的状态方程表示理想气体在一定条件下(如温度、体积、压强等)下的状态参量之间的关系。具体来说,当温度不变时,理想气体的体积和压强成反比;当体积不变时,理想气体的温度和压强成正比;当压强不变时,理想气体的体积和温度成正比。这些关系可以用来描述理想气体在不同条件下的变化规律。
3. 如何根据理想气体的状态方程求出气体的内能?
答:理想气体的内能主要由温度决定。根据理想气体的状态方程,可以求出气体的温度,进而求出气体的内能。具体来说,可以将气体内能的变化量除以时间的变化量得到平均内能的变化量,再根据热力学第一定律求出气体内能的增量。
以上是一份高中物理热学试卷及部分例题和常见问题的答案,希望能对您有所帮助。
