Question

16．如图为0.2mol某种理想气体的压强与温度关系图线，已知标准大气压P₀=1.0×10⁵Pa，理想气体标准状况下每摩尔体积为22.4升，则气体在B状态时的压强为$\frac{400}{273}{p}_{0}^{\;}$，体积为5.6L．

Answer 1

分析 由图可知图象为P-t图象，根据图象可知压强与摄氏温度的关系；知道1mol任何气体在标准状况下的体积为22.4L，根据气体状态方$\frac{pV}{T}=C$和已知的变化量去判断其它的物理量．气体先发生等容变化后发生等压变化，根据实验定律列式求状态B的压强和体积．

解答 解：1mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4L，02mol气体在标准状况下的体积是4.48L．
根据气体状态方程$\frac{pV}{T}=C$，知：在P-T图象中等容线为过原点的直线，其中T为热力学温度温度．所以在图中虚线及延长线为等容线，A点的体积为4.48L．
根据查理定律$\frac{{p}_{0}^{\;}}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{{p}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}$，即${p}_{A}^{\;}=\frac{{T}_{A}^{\;}}{{T}_{0}^{\;}}{p}_{0}^{\;}=\frac{273+127}{273+0}{p}_{0}^{\;}=\frac{400}{273}{p}_{0}^{\;}$
气体从A到B发生等压变化${p}_{B}^{\;}={p}_{A}^{\;}=\frac{400}{273}{p}_{0}^{\;}$
气体从A到B发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有$\frac{{V}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{V}_{B}^{\;}}{{T}_{B}^{\;}}$
代入数据：$\frac{4.48}{273+127}=\frac{{V}_{B}^{\;}}{273+227}$
解得：${V}_{B}^{\;}=5.6L$
故答案为：$\frac{400}{273}{p}_{0}^{\;}$，5.6L

点评 本题考查气体的状态方程中对应的图象，在P-T图象中等容线为过原点的直线．P-t图象中过-273℃点的直线表示等容变化．