章末质量检测(十三)
(时间:50分钟)
1.(1)(5分)下列有关饱和汽和气体湿度说法正确的是__________。 (填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.与液体处于动态平衡下的蒸汽为饱和汽
B.在相同温度下,不同液体的饱和汽压几乎相等
C.一般液体的饱和汽压与温度成非线性关系,温度越高,饱和汽压越大
D.空气的绝对湿度一定时,环境温度越高,相对湿度越小
E.饱和汽基本性质和理想气体一样,都适用于理想气体状态方程
(2)(10分)一定质量的理想气体由状态A沿直线变化到状态B,其p-V图象如图1所示。已知气体处于状态A时,TA=300 K,大气压强p0=1.0×105 Pa,求在此变化过程中,
图1
(ⅰ)气体从外界吸收的热量Q;
(ⅱ)气体的最高温度。
解析 (1)根据饱和汽的定义可知,A正确;饱和汽压是液体的一个重要性质,它取决于液体的种类和温度,故相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的,B错误;温度越高,分子运动越剧烈,饱和汽压越大,饱和汽压与温度成非线性关系,C正确;空气中水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度,空气绝对湿度不变时,温度越高,水的饱和汽压越大,空气的相对湿度越小,D正确;饱和汽不适用于理想气体状态方程,E错误。
(2)(ⅰ)由理想气体状态方程=(1分)
代入数据可解得TB=300 K(1分)
故该理想气体的内能不变,ΔU=0,由热力学第一定律可知Q=-W(1分)
又因为W=-p·ΔV,所以Q=p·ΔV,数值上等于p-V图线与坐标轴所围的面积(1分)
代入数据可解得Q=400 J(1分)
(ⅱ)由=C(常量)可知,当pV最大时,气体的温度最高
由图象可知,p=-108V+4×105 (Pa)(1分)
得pV=-108V2+4×105V(Pa·m3)=-108×(V-2×10-3)2+4×102(Pa·m3)(1分)
故当V=2×10-3 m3时,pV有最大值(1分)
由理想气体状态方程可得=(1分)
解得Tm=400 K(1分)
答案 (1)ACD (2)(ⅰ)400 J (ⅱ)400 K
2.(1)(5分)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是__________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积
B.对某物体做功,可能会使该物体的内能增加
C.密封在体积不变的容器中的气体,温度升高,气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大
D.一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气,系统的内能保持不变
E.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子的平均动能就越大
(2)(10分)如图2所示,竖直放置的足够长的密闭汽缸,缸内封存着一定质量的理想气体(气体质量可忽略不计),缸体质量m1=10 kg,活塞质量m2=2 kg,活塞横截面积S=2×10-3 m2,活塞上部由一根绳悬挂于天花板上;汽缸下部被一个劲度系数k=1×103 N/m的轻弹簧支住,弹簧刚好压缩0.02 m,整个装置处于静止状态。封闭在汽缸