题目内容
(1)若己知n滴油的总体积为V,一滴油在水面上所形成的油膜最大面积为S,这种油的摩尔质量为M,密度为ρ,根据这些条件可求出油分子的直径为______,阿伏加德罗常数为______.(2)如图所示,在水平放置的气缸左边封闭着一定质量的空气,其压强和大气压相同,都为ρ,活塞的面积为S.把气缸和活塞固定,使汽缸内的空气升高一定的温度,封闭空气吸收的热量为Q1;如果让活塞可以自由移动(气缸仍固定,活塞与气缸间无摩擦、不漏气),使缸内空气缓慢升高相同的温度,此过程中活塞向右移动的距离为△L,则在这一过程中缸内气体吸收的热量为______.
(3)容积V=20L的钢瓶充满氧气后,压强为ρ=30atm.打开钢瓶阀门,让氧气分装到容积为V=5L的小瓶子中去.若小瓶子已抽成真空,分装到小瓶中的氧气压强均为ρ1=2atm,在分装过程中无漏气现象,且温度保持不变.问最多可以装多少小瓶氧气?
【答案】分析:(1)求出一滴油的体积,油的体积与油膜的面积之比是油分子的直径;摩尔质量与密度的比值是摩尔体积,等于1mol分子个数与每个分子的体积的乘积.
(2)理想气体内能由气体的温度决定,同一理想气体温度变化量相等,气体内能变化量相等;求出气体对外做的功,应用热力学第一定律即可正确解题.
(2)分装过程中气体温度不变,发生等温变化,应用玻意耳定律可以解题.
解答:解:(1)1滴油的体积为,分子的直径d== ①;
油的摩尔体积=NA?π ②,由①②解得:NA=;
(2)气体内能的增量△U=Q1,活塞不固定时,气体对外做功:
W=Fs=pS△L,由热力学第一定律得:△U=Q2-W,则Q2=Q1+pS△L;
(3)由玻意耳定律得:pV=p1V1,即:30atm×20L=2atm×V1,解得V1=300L,
n===56(瓶);
故答案为:(1);;(2)Q1+pS△L;(3)最多可以装56小瓶氧气.
点评:(1)由掌握油膜法测分子直径的原理;知道微观量与宏观量间的关系.
(2)应用热力学第一定律即可正确解题.
(3)应用玻意耳定律即可正确解题,解题时要注意:分装完毕,大钢瓶内有20L2atm的氧气.
(2)理想气体内能由气体的温度决定,同一理想气体温度变化量相等,气体内能变化量相等;求出气体对外做的功,应用热力学第一定律即可正确解题.
(2)分装过程中气体温度不变,发生等温变化,应用玻意耳定律可以解题.
解答:解:(1)1滴油的体积为,分子的直径d== ①;
油的摩尔体积=NA?π ②,由①②解得:NA=;
(2)气体内能的增量△U=Q1,活塞不固定时,气体对外做功:
W=Fs=pS△L,由热力学第一定律得:△U=Q2-W,则Q2=Q1+pS△L;
(3)由玻意耳定律得:pV=p1V1,即:30atm×20L=2atm×V1,解得V1=300L,
n===56(瓶);
故答案为:(1);;(2)Q1+pS△L;(3)最多可以装56小瓶氧气.
点评:(1)由掌握油膜法测分子直径的原理;知道微观量与宏观量间的关系.
(2)应用热力学第一定律即可正确解题.
(3)应用玻意耳定律即可正确解题,解题时要注意:分装完毕,大钢瓶内有20L2atm的氧气.
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