- 高二物理气体压强计算例题
以下是高二物理气体压强计算的几个例题:
例1:一个容积为3×10 -2 m3 的容器内装有1kg空气(即1atm,0℃,1m3气体),如果用一根一端开口、另一端封闭的细玻璃管插入容器中,并将它从20℃的水银柱上方h=24cm处往下压,求当水银柱不再下降时,容器内空气柱的长度是多少?
解:设空气柱的长度为L,由玻意耳定律得:
p0V0 = p2V2
V2 = V0 + Sh
其中S为容器的截面积。
例2:在一定温度下,截面积为S的密闭容器内,某反应达平衡后,各组分的物质的量分别为n(A) = 2mol,n(B) = 3mol,n(C) = 4mol。求平衡后混合气体的总物质的量。
解:设反应方程式为A + B → C,平衡时各组分的物质的量分别为n(A)′= xmol,n(B)′= ymol,则有:
x + y = 2
x + 3y = 4
解得x = 1mol,y = 2mol。
所以平衡后混合气体的总物质的量为n(总) = n(A)′+ n(B)′= 3mol。
例3:在恒温恒容条件下,有反应A + B → C,若反应物的投料为等量的A和B,当反应达到平衡时,若再向容器中通入B气体,则平衡将向哪个方向移动?为什么?
解:由于反应物的投料为等量的A和B,所以开始时A和B的浓度是相等的。再向容器中通入B气体,会使B的浓度增大,平衡将向右移动。
以上是几个高二物理气体压强计算的例题,通过这些例题可以加深对气体压强计算的理解和掌握。
相关例题:
题目:一个密闭的容器中充满了压强为101kPa的空气,其中含有一些直径为μm的小气泡。现在对容器进行加热,使得温度从25℃上升到100℃。在这个过程中,小气泡如何变化?
解答:
首先,我们需要知道气体压强的计算公式:
P = nRT / V
其中,P是压强,n是气体分子数,R是气体常数,T是温度(以开尔文为单位),V是体积。
对于一个充满空气和微小气泡的密闭容器,我们可以假设微小气泡视为理想气体,因为它们的体积变化非常小。那么,我们可以将空气视为理想气体处理。
在初始状态下,空气和微小气泡的总体积为V1,压强为P1。在加热过程中,容器内的温度会上升,这会导致分子运动加快,从而增加了分子的碰撞次数。这会导致气体分子数增加(因为加热增加了分子能量,使得更多的分子能够克服表面张力进入气泡),同时也会增加分子的平均平动动能。
在加热过程中,空气和微小气泡的总质量保持不变。因此,随着温度的上升,分子的平均平动动能增加,这意味着每个分子的平均动量增加。这会导致气体分子撞击容器壁的频率增加,从而增加了容器壁受到的压力。
在加热结束时,容器内的空气和微小气泡的总体积为V2,压强为P2。由于分子的平均平动动能增加,所以P2会大于P1。
具体到你的问题中,初始状态下的总体积为V1 = 初始空气体积 + 初始微小气泡体积。加热过程中总体积变为V2 = 最终空气体积 + 最终微小气泡体积。由于微小气泡视为理想气体且体积变化非常小,所以最终微小气泡体积的变化可以忽略不计。因此,最终微小气泡的数量会增加(因为分子的平均平动动能增加了),同时微小气泡内的压力也会增加(因为分子的平均动能增加了)。
综上所述,加热容器会使气体压强增加。具体来说,对于给定的初始状态和加热条件,我们可以根据上述公式来计算压强的变化量。这个例题可以帮助你理解如何使用气体压强计算公式来解决实际问题。
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