气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14 cm,后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44 cm。(已知外界大气压为标准大气压,标准大气压相当于76 cm高水银柱产生的压强)
(1)求恒温槽的温度。
(2)此过程A内气体内能____(选填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将____(选填“吸热”或“放热”)。
一种海浪发电机的气室如图所示。工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解,正确的有__________________
A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律
(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104J,则该气体的分子平均动能____________________(选填“增大”“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________________(选填“大于”“小于”或“等于”)3.4×104J。
(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224m3,压强为1个标准大气压。已知1mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4L,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,则此时气室中气体的分子数为__________。(计算结果保留一位有效数字)
2012年6月16日16时21分“神舟九号”飞船载着三名宇航员飞向太空。为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服有一套生命保障系统,为航天员提供合适的温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为1atm,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航天服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积。若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统。
(1)求此时航天服内的气体压强,并从微观角度解释压强变化的原因;
(2)若开启航天服保障系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到0.9atm,则需补充1atm的等温气体多少升?
一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。开始时,气体的体积为2.0×10-3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa)。
(1)求气缸内气体最终的压强和体积;
(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向)。
(6分)用DIS研究一定质量气体在温度不变时,压强与体积关系的实验装置如图Ⅰ所示,实验步骤如下:
①把注射器活塞移至注射器中间位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P;
③用图像处理实验数据,得出如图2所示图线,
(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是_______;
(2)为了保持封闭气体的温度不变,实验中采取的主要措施是_______和_____;
(3)如果实验操作规范正确,但如图所示的图线不过原点,则代表_____。
在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中。
(1)某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误:______________________________
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3mL,其形成的油膜面积为40cm2,则估测出油酸分子的直径为________m。
(3)某同学在用油膜法估测分子直径实验中,计算结果明显偏大,可能是由于(_______)
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量的酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时,lmL的溶液的滴数误多记了10滴