题目内容
(1)一定质量的理想气体经历如图1所示的一系列过程ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点,bc垂直于ab,而cd平行于ab,由图可以判
断
A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大
(2)一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时对外做了6×105J的功,问:
①物体的内能是增加了还是减少了,变化量是多少?
②分子势能是增加还是减少?
③分子的平均动能是增加还是减小?
(3)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图2所示,坐标中正方形小方格的边长为20mm.求:
①油酸膜的面积是多少?
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
③根据上述数据,估测出油酸分子的直径是多少?
断
A.ab过程中气体体积不断减小
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断增大
(2)一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量,同时对外做了6×105J的功,问:
①物体的内能是增加了还是减少了,变化量是多少?
②分子势能是增加还是减少?
③分子的平均动能是增加还是减小?
(3)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图2所示,坐标中正方形小方格的边长为20mm.求:
①油酸膜的面积是多少?
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
③根据上述数据,估测出油酸分子的直径是多少?
分析:(1)根据理想气体状态方程整理出压强-温度的表达式,依据表达式判断各物理量的变化,由热力学第一定律判断吸放热情况;
(2)根据热力学第一定律△U=W+Q求解物体内能的变化,根据△U的正负判断内能还是减小.气体的内能由气体的质量和温度(分子的动能)决定.
(3)先数出坐标纸上方格的个数,然后求出油膜的面积.
一滴溶液的体积乘以溶液的浓度,就是1滴酒精油酸溶液所含纯油的体积.
油酸的体积除以油膜的面积,就是油膜厚度,即油酸分子的直径.
(2)根据热力学第一定律△U=W+Q求解物体内能的变化,根据△U的正负判断内能还是减小.气体的内能由气体的质量和温度(分子的动能)决定.
(3)先数出坐标纸上方格的个数,然后求出油膜的面积.
一滴溶液的体积乘以溶液的浓度,就是1滴酒精油酸溶液所含纯油的体积.
油酸的体积除以油膜的面积,就是油膜厚度,即油酸分子的直径.
解答:解:(1)A、由理想气体状态方程整理得:p=
,在P--T图象中b到a过程斜率不变,即气体的体积不变,故A错误;
B、由理想气体状态方程整理得:p=
,可以判断图象上的各点与坐标原点连线的斜率即为
,故BC正确;
D、da过程中,od,oa两线的斜率减小,气体的体积变大,所以D正确.
故选BCD
(2)①气体从外界吸热:Q=4.2×105J
气体对外做功:W=-6×105J
由热力学第一定律:△U=W+Q=-1.8×105J
△U为负,说明气体的内能减少了1.8×105J
②因为气体对外做功,所以气体体积膨胀分子间距增大分子力做负功,气体分子势能增加了.
③气体的内能减少,所以其分子的平均动能一定减少.
(3)①每个完整方格面积S1=4cm2,数出油膜面积约占56个完整方格(超过半个方格的进为一个方格,不足半个方格的舍去),故其面积为:
S=56S1=224cm2=2.24×10-2m2
②每一滴油酸溶液中含油酸体积
V=
mL=1.2×10-5mL=1.2×10-11m3.
③将油膜看成单层油酸分子紧密排列而成,则油膜厚度即等于其分子直径,即
d=
=
cm=5.4×10-8cm=5.4×10-10m.
故答案为:(1)BCD;
(2)①减少1.8×105J
②因为气体对外做功,所以气体体积膨胀分子间距增大分子力做负功,气体分子势能增加了.
③气体内能减少,气体分子势能增加,说明气体分子的平均动能一定减少了.
(3)①2.4×10-2m2
②1.2×10-11m3
③5×10-10m.
C |
V |
B、由理想气体状态方程整理得:p=
C |
V |
C |
V |
D、da过程中,od,oa两线的斜率减小,气体的体积变大,所以D正确.
故选BCD
(2)①气体从外界吸热:Q=4.2×105J
气体对外做功:W=-6×105J
由热力学第一定律:△U=W+Q=-1.8×105J
△U为负,说明气体的内能减少了1.8×105J
②因为气体对外做功,所以气体体积膨胀分子间距增大分子力做负功,气体分子势能增加了.
③气体的内能减少,所以其分子的平均动能一定减少.
(3)①每个完整方格面积S1=4cm2,数出油膜面积约占56个完整方格(超过半个方格的进为一个方格,不足半个方格的舍去),故其面积为:
S=56S1=224cm2=2.24×10-2m2
②每一滴油酸溶液中含油酸体积
V=
6 |
104×50 |
③将油膜看成单层油酸分子紧密排列而成,则油膜厚度即等于其分子直径,即
d=
V |
S |
1.2×10-5 |
224 |
故答案为:(1)BCD;
(2)①减少1.8×105J
②因为气体对外做功,所以气体体积膨胀分子间距增大分子力做负功,气体分子势能增加了.
③气体内能减少,气体分子势能增加,说明气体分子的平均动能一定减少了.
(3)①2.4×10-2m2
②1.2×10-11m3
③5×10-10m.
点评:图象类的物体解决的关键是整理出图象对应的表达式,根据表达式判断各物理量的变化情况.用热力学第一定律列式求解,要明确公式中各个量正负的含义.考查油膜法测分子直径的实验原理和数据处理方法,关键建立分子的球模型,要注意单位.
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