2-6 气体状态参量 习题（含解析）

第六节　气体状态参量 作业
1．(双选)关于气体体积的说法，正确的是(　　)
A．所有气体分子的活动空间
B．每个分子活动空间的总和
C．盛装气体的容器的容积
D．所有气体分子体积大小的总和
解析：根据气体的体积就是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所充满的容器的容积，A、C正确， B错误；气体分子间还有间隔，也是气体体积的范围内，所有气体分子体积大小的总和小于气体体积，D错误．答案：AC
2．(双选)下列有关热力学温度与摄氏温度的关系的说法中，正确的是(　　)
A．10 ℃用热力学温度表示是10 K
B．10 ℃用热力学温度表示是283 K
C．升高10 ℃用热力学温度表示是升高10 K
D．升高10 ℃用热力学温度表示是升高283 K
解析：由摄氏温度和热力学温度的关系T＝t＋273 K可知，10 ℃＝283 K，A错误，B正确；热力学温度与摄氏温度只是起点不同，它们的分度值还是相同的，升高10 ℃，热力学温度表示也是升高10 K，C正确，D错误. 答案：BC
3．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时(　　)
A．气体的密度增大
B．气体的压强不变
C．气体分子的平均动能减小
D．气体分子每秒撞击单位面积器壁的数目增多
解析：封闭气缸内，容积不变，气体质量不变，所以气体密度不变，A错；温度升高，分子平均动能增加，每秒钟撞击单位面积器壁的分子数增多，对器壁的撞击力变大，压强变大，所以B、C错，D对．
4．关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是(　　)
A．是由于气体分子相互作用产生的
B．是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C．是由于气体的重力产生的
D．气体温度越高，压强就一定越大
解析：从气体分子运动论的观点来看，气体压强是大量的气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，B正确，A、C错误．气体压强跟气体分子的平均动能(温度)和分子的密集程度有关，若体积不变，即分子的密集程度不变，温度越高，分子的平均动能越大，压强才越大，D错误．答案：B
5．对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是(　　)
A．当分子热运动变剧烈时，压强必增大
B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C．当分子间平均距离变大时，压强必变大
D．当分子间平均距离变大时，压强必变小
解析：分子热运动变剧烈，表明气体温度升高，分子平均动能增大，但不知气体的分子数密度怎么变化，故压强的变化趋势不明确，A错，B对；分子的平均距离变大，表明气体的分子数密度变小，但因不知此时分子的平均动能怎么变，故气体的压强不知怎么变化，C、D错．答案：B
6．有关气体压强，下列说法正确的是(　　)
A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大
B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大
C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大
D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小
解析：气体的压强与两个因素有关，一是气体分子的平均动能， 二是气体分子的密集程度，或者说，一是温度，二是体积，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时， 气体的体积可能也增大，使得分子密集程度减小，所以压强可能增大，也可以减小．同理，当分子的密集程度增大时，分子平均动能也可能减小，压强的变化不能确定．综上所述，正确选项为D.
7．下表是某地1～7月份气温与气压的对照表，则7月份与1月份相比(　　)
月份
1
2
3
4
5
6
7
平均最高
气温(℃)
1.4
3.9
10.7
19.6
26.7
30.2
30.8
平均大气
压(105 Pa)
1.021
1.019
1.014
1.008
1.003
0.9984
0.9960
A.空气分子无规则热运动的情况几乎不变
B．空气分子无规则热运动减弱了
C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了
D．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了
解析：由表知，平均气温越高，平均气压越小，而温度越高，分子无规则运动应加剧，故A、B错；由气体压强的决定因素知，压强减小的原因是单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，故选D.
8．对于一定质量的气体，若用N表示单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子个数，则(　　)
A．当体积减小时，N必定增加
B．当体温度升高时，N必定增加
C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化
D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变
解析：对一定质量的气体，单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数只与体积和分子的平均速率(或温度)有关，A、B错误．当压强不变时，气体在器壁单位面积上的平均冲击力不变，温度变化，分子的体积也一定变化，分子的平均速率变化，则N必定变化，C正确，D错误．答案：C
9．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封有一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，则(大气压强为p0)(　　)
A．封闭气体的压强p＝p0＋
B．封闭气体的压强p＝p0＋
C．封闭气体的压强p＝p0－
D．封闭气体的压强p＝
解析：以缸套为研究对象，如图所示，根据平衡条件有：Mg＋pS＝p0S，
pS＝p0S－Mg，所以p＝p0－，C正确．
大气压强
大气压强与气体压强不同．气体压强指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁持续的、无规则撞击产生的．气体压强与温度和体积有关．温度越高，气体压强越大，反之则气体压强越小；一定质量的物体，体积越小，分子越密集．
大气压强是指地球上某个位置的空气产生的压强．地球表面的空气受到重力作用，由此而产生了大气压强．地球上面的空气层密度不是相等的，靠近地表层的空气密度较大，高层的空气稀薄，密度较小．大气压强既然是由空气重力产生的，高度大的地方，它上面空气柱的高度小，密度也小，所以距离地面越高，大气压强越小．通常情况下，在2千米以下，高度每升高12米，大气压强降低1毫米水银柱．
气体和液体都具有流动性，它们的压强有相似之处．大气压向各个方向都有，在同一位置各个方向的大气压强相等．但是由于大气的密度不是均匀的，所以大气压强的计算不能应用液体压强公式.
被密封在某种容器中的气体，其压强是大量的做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的．它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的．
地球周围包着一层厚厚的空气，它主要是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气和氦、氖、氩等气体混合组成的，通常把这层空气的整体称之为大气．它上疏下密地分布在地球的周围，总厚度达1 000千米．所有浸在大气里的物体都要受到大气作用于它的压强，就像浸在水中的物体都要受到水的压强一样．
大气压产生的原因可以从不同的角度来解释．课本中主要提到的是：空气受重力的作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．细致一些讲：第一，由于地球对空气的吸引作用，空气压在地面上，就要靠地面或地面上的其他物体来支持它，这些支持着大气的物体和地面，就要受到大气压力的作用，单位面积上受到的大气压力，就是大气压强；第二，可以用分子运动的观点解释，因为气体是由大量的做无规则运动的分子组成，而这些分子必然要对浸在空气中的物体不断地发生碰撞．每次碰撞，空气分子都要给予物体表面一个冲击力，大量空气分子持续碰撞的结果就体现为大气对物体表面的压力，从而形成大气压，单位体积中含有的分子数越多，相同时间内空气分子对物体表面单位面积上碰撞的次数越多，因而产生的压强也就越大．
利用分子运动论的观点，可以解释为什么大气层不均匀分布能造成大气压下高上低的现象.
通常情况下，表示气体压强的常用单位有帕斯卡、毫米水银柱(毫米汞柱)、厘米水银柱(厘米汞柱)、标准大气压，它们的符号分别是Pa、mmHg、cmHg、atm.
气体压强与体积的关系：
这里所说的气体压强并不是指大气压强，而是指一定质量的气体的压强．
由于气体的压强实质上是大量的做无规则运动的气体分子与容器壁不断碰撞而产生的，因此当其他条件不变的情况下，气体体积减小会使气体分子与容器壁碰撞的次数增多而使压强增大．
在温度不变时，一定质量的气体体积越小，压强越大；体积越大，压强越小．
沸点与大气压的关系：
实验表明，一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高，同种液体的沸点不是固定不变的．说水的沸点是100 ℃时，必须强调是在标准大气压下.
由于气压随高度减小，所以水的沸点随高度降低，例如：海拔1 000米处水沸点约97 ℃，3千米处约91 ℃；在海拔8 848米的珠穆朗玛峰顶，水在72 ℃就可以沸腾；因而，在高山上烧饭要用不漏气的高压锅，锅内气压可以高于标准大气压，使水沸点高于100 ℃，不但饭熟得快，还可以节省燃料．