第 1 页 共 10 页 专题限时训练--分子动理论、气体及热力学定律 时间：45分钟 1．(2019·全国卷Ⅰ)(1)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度低于(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度大于(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度． 解析：由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小．根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度．因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气密度． (2)热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体． (ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； (ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强． 答案：(ⅰ)3.2×107 Pa (ⅱ)1.6×108 Pa 解析：(ⅰ)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1. 假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1.由玻意耳定律p0V0＝p1V1 ① 被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为 V′1＝V1－V0 ② 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2. 由玻意耳定律p2V2＝10p1V1′ ③ 联立①②③式并代入题给数据得p2＝3.2×107 Pa ④ (ⅱ)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3.由查理定律＝ ⑤ 联立④⑤式并代入题给数据得p3＝1.6×108 Pa ⑥ 2．(1)(多选)下列说法正确的是( ABD ) A．一定温度下，水的饱和汽的压强是一定的 B．一定质量的理想气体，升高相同的温度所吸收的热量与所经历的状态变化的过程有关 C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 D．热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 E．一定质量的理想气体保持体积不变，由于单位体积内分子数不变，虽然温度升高，单位时间内撞击单位面积的分子数不变 (2)如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为l，温度为T的空气柱，左右两管水银面高度差为h cm，外界大气压为h0 cmHg. ①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平(原右管中水银没全部进入水平部分)，求在右管中注入水银柱的长度h1(以cm为单位)； ②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度变为开始时的长度l，求此时空气柱的温度T′. 答案：①h＋l ②T 解析：(2)①封闭气体做等温变化：p1＝h0－h，p2＝h0， p1l＝p2l′ h1＝h＋3(l－l′) 解得：h1＝h＋l ②空气柱的长度变为开始时的长度l时，左管水银面下降l，右管水银面会上升2l，此时空气柱的压强： p3＝h0＋3l 由＝ 解得：T′＝T 3．(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此 ... ...
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