与图象相关的计算问题气体最新模拟题精练解析版

8100考点最新模拟题千题精练14-7第十四部分热学七．与图象相关的计算问题1.（2018江苏盐城期末）一定质量的理想气体，其状态变化的p-V图象如图所示，已知气体在状态A时的温度为－73°C，从状态A变化到状态C的过程中气体内能变化了200J．已知标准状态（1个大气压，273K）下1mol理想气体体积为22.4L，NA=6.0×1023mol-1．求：①气体在状态C的温度；②气体的分子个数（保留两位有效数字）；③从状态A变化到状态C的过程中，气体与外界交换的热量Q．【名师解析】①由理想气体状态方程得：CCCAAATVpTVp解得CT=267K[来源:学科网ZXXK]AmNVVN0N=1.1×1023个③从状态A到状态C,图线与水平轴围成的面积为气体对外做的功()0ABAWpVVW=-900J从状态A到状态C，由热力学第一定律得，UQW200JUQ=1100J即吸收热量1100焦2．—定质量的理想气体由状态A经状态B变化C的PV图象如图所示。[来源:学科网ZXXK]①若已知在A状态时，理想气体的温度为127℃,求处于B状态时气体的摄氏温度。②从A状态变化到C状态气体是吸热还是放热？并求出吸收或放出的热量的数值.（已知)【参考答案】①627℃；②吸热，900J3.（2018广州一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。已知该气体在状态C时的温度为300K。求：(i)该气体在状态A、B时的温度分别为多少？(ii)该气体从状态A到B是吸热还是放热？请写明理由。【命题意图】本题考查理想气体状态方程、气体实验定律、热力学第一定律、对p－V图象的理解及其相关的知识点。(ii)根据图像可知从A到B气体体积不变所以外界对气体做功W=0J又TATB可知内能变化ΔU0根据热力学第一定律ΔU=W+Q得Q0即放热4．(2016·兰州市诊断)一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强pA＝p0，温度TA＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点。求：(1)气体在状态B时的压强pB；(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10J，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC。【参考答案】(1)12p0(2)10J(3)12p012T05.(8分)一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程,该过程每个状态视为平衡态。已知A态的温度为27℃。求：(1)B态的温度TB。(2)一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少?是吸热还是放热?【名师解析】(1)由图象得VA=3L,TA=t+273K=300KVB=4LA到B等压变化,由盖—吕萨克定律得：=,代入数据解得：TB=400K,即t=127℃由热力学第一定律ΔU=W+Q解得：Q=25J,Q为正,表示吸热【参考答案】(1)127℃(2)25J吸热6．(2016·枣庄模拟)如图甲所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积为S＝10－3m2，活塞的质量为m＝2kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方气缸的容积为1.0×10－3m3，A、B之间的容积为2.0×10－4m3，外界大气压强p0＝1.0×105Pa。开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27℃，现缓慢加热缸内气体，直至327℃。求：(1)活塞刚离开B处时气体的温度t2；(2)缸内气体最后的压强；(3)在图乙中画出整个过程中的p­V图线。[来源:学科网](2)设活塞最终移动到A处，缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得p1V0273＋t1＝p3V3273＋t3解得p3＝1.5×105Pa因为p3p2，故活塞最终移动到A处的假设成立。(3)如图所示。【参考答案】：(1)127℃(2)1.5×105Pa(3)见解析图7.如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J。(1)ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？(2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？【名师解析】(1)ACB过程中W1＝－280J，Q1＝－410J[来源:学科网ZXXK]由热力学第一定律UB－UA＝W1＋Q1＝－690J气体内能的减少量为690J【参考答案】(1)减少了690J(2)吸收490J8.(2016·山西忻州一中等四校联考)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图7所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。图7(1)求该气体在状态B、C时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？【名师解析】(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有pATA＝pBTB，解得TB＝200K，即tB＝－73℃；气体从状态B到状态C做等压变化，由盖－吕萨克定律有VBTB＝VCTC，解得TC＝300K，即tC＝27℃。(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W。在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故W＝－pBΔV＝－200J。即Q＝－W＝200J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q＝200J。【参考答案】(1)－73℃27℃(2)吸收热量200J9.（10分）（2016山东日照一模）如图所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，气缺内用活塞（横截面积为S）封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物（质量为m）连接。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0（mg＜p0S），轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V。现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：①重物刚离地面时气缸内气体的温度T1；②气体体积减半时的温度T2；[来源:学&科&网]③在答题卡上画出如图所示的坐标系，并在其中画出气体状态变化的整个过程，标注相关点的坐标值。【名师解析】①p1=p0，Smgpp02（2分）等容过程：1201ppTT（2分）解得：0001)(TpSmgpT（1分）②等压过程：212TVTV（2分）02002mgpSTTp（1分）③如图所示（2分）10.（10分）（2016石家庄二模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：①该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少？②从A到C气体体积减小，外界对气体做正功，由p－V图线与横轴所围成的面积可得W＝（pB＋pC）（VB－VC）2＝1000J(2分)由于TA＝TC，该气体在状态A和状态C内能相等，ΔU＝0由热力学第一定律ΔU＝W＋Q(1分)可得Q＝－1000J，即气体向外界放出热量，传递的热量为1000J(1分)11（10分）（2016豫南九校联考）如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图象。已知气体在状态A时的压强是1．5×105Pa。①说出A→B过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中TA的温度值．②请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象，并在图线相应位置上标出字母A、B、C．如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．②（5分）由题图甲可知，由B→C是等容变化，根据查理定律得pBTB＝pCTC所以pC＝TCTBpB＝400300pB＝43pB＝43×1.5×105Pa＝2.0×105Pa则可画出由状态A→B→C的p－T图象如图所示．12.（9分）（2016湖南十三校联考）图为一个横截面积足够大的喷水装置，内部装有200L水，上部密封1atm的空气1.0L。保持阀门关闭，再充入2atm的空气1.0L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变。①求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强②打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高)，通过计算，画出喷水过程中气体状态变化的图象，求最后容器内剩余水的体积。(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)【参考答案】①3atm②3.0L；图见解析作图如下【举一反三】如果打入的空气是3atm，2L的，封闭气体的压强是多少？13．(10分)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：①温度为600K时气体的压强；②在p－T图象上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整．从500K～600K，气体做等压变化，压强p2＝1.25×105Pa；故从500K至600K为水平直线，故图象如图所示：14．(2016·吉林白山二模)某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如右的pt图象。已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求：(1)气体在状态A的压强；(2)气体在状态C的体积。【名师解析】(1)从题图中可知气体由A到B是等容变化，初态pB＝1.0atm，TB＝(273＋91)K＝364K，末态TA＝273K，由pATA＝pBTB得pA273＝1364，所以pA＝0.75atm(2)气体由B到C是等温变化，pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm，由pBVB＝pCVC得：VC＝2L。【参考答案】(1)0.75atm(2)2L[来源:Zxxk.Com]