理想气体状态方程与气体实验定律的应用

一、热力学第一定律

1、内能：_______________________________________________________________

2、改变内能的两种方式：__________________________________________________

3、热力学第一定律公式：__________________________________________________

二、理想气体状态方程与气体实验定律的应用

（一）理想气体状态方程与气体实验定律的关系:

1、理想气体状态方程：

2、气体实验定律

（1）公式: 图像：

（2）公式: 图像：

（3）公式: 图像：

题型1：图像类

1.如图为一定质量的理想气体两次不同体积下的等容变化图线，有关说法正确的是

A ．a点对应的气体状态其体积大于b点对应的气体体积

B．a点对应的气体状态其体积小于b点对应的气体体积

C．a点对应的气体分子密集程度大于b点的分子密集程度

D．a点气体分子的平均动能等于b点的分子的平均动能

2.如图所示，一定质量的理想气体，由状态a沿直线ab变化到

状态b。在此过程中

A．气体的温度保持不变

B．气体分子平均速率先减小后增大

C．气体的密度不断减小 D．气体必然从外界吸热

3.定质量的理想气体，由状态A（1，3）沿直线AB变化到C

（3，1），如图所示，气体在A、B、C三个状态中的温度之

比是

A．1：1：1 B．1：2：3

C．3：4：3 D．4：3：4

4.如图所示，是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，得到的P-T图象。气体状态由A变化至B的过程中，气体的体积将（填“变大”或“变小”），这是（填“吸

热”或“放热”）过程。

5．一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用下

图上的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度

T A、T B、T C相比较，大小关系为( )

A．T B＝T A＝T C B．T A>T B>T C

C．T B>T A＝T C D．T B

题型2：玻璃管

1.一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg.环境温度不变．

2.如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝

3.0 cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0 cm

时将开关K关闭。已知大气压强p0＝75.0 cmHg。

(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；

(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。

3．如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度为30 cm，则此时左管内气体的温度为多少？

4．一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为76cmHg，

当气体温度为27℃时空气柱长为8cm，开口端水银面比封闭端水银面低2cm,

如下图所示，求：

(1)当气体温度上升到多少℃时，空气柱长为10cm?

(2)若保持温度为27℃不变，在开口端加入多长的水银柱能使空气柱长为

6cm?

题型3 ：气缸活塞

1.如图所示，足够长的圆柱形气缸竖直放置，其横截面积为1×10－3m2，气缸内有质量m＝2kg 的活塞，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦。开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时气缸内被封闭气体的压强1.5×105Pa，温度为300K。外界大气压为1.0×105Pa，g＝10m/s2。

（1）现对密闭气体加热，当温度升到400K，其压强多大？

（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一

位置时，气缸内气体的温度为360K，则这时活塞离缸底的距离为多少？

2.如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm；气缸外大气的压强为p ＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距2

l

，

两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K。现气缸内气体温度缓慢下降，

活塞缓慢下移。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取

10 m/s2。求：

(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温度；

(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压

强。

3.如图，A容器容积为10 L，里面充满12 atm、温度为300 K的理想气体，B容器是真空，现将A中气体温度升高到400 K，然后打开阀门S，将A中的气体释放一部分到B容器，当A容器内压强降到4 atm时，关闭阀门，这时B容器内的压强是3 atm.不考虑气体膨胀过程中温度的变化，求B容器的容积．

4、如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的

理想气体．活塞的质量为m、横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气

体的温度为T．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温

度上升到1.5T，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的

摩擦，求：

①加热后活塞到气缸底部的距离；

②加热过程中气体的内能增加量．

题型4 ：变质量（充气、漏气、抽气等）

1.一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．

2.一只容器的体积为V0，封在容器中的气体的压强为p0，现用活塞式抽气机对容器抽气，活塞筒的有效抽气容积为V，其工作示意图如图所示，K1，K2为工作阀门，求抽气机抽n次后容器里气体的压强(设温度不变)．

3、某种喷雾器贮液筒的总容积为7.5L，如图所示，现打开密封盖，装入6L的药液后再关闭，与贮液筒相

连的活塞式打气筒，每次能压入300cm3，1atm的空气，若以上过程温度都保持不变，则要使贮气筒中空气压强达到4atm，打气筒应该拉压几次（）

(1)要使贮气筒中空气的压强达到4 atm，打气筒应打压几

次？

(2)在贮气筒中空气的压强达到4 atm时，打开喷嘴使其

喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）