4.2.2.气体的液化 我们知道.当饱和气的体积减小或温度降低时.它就可以凝结为液体.因此要使未饱和气液化.首先必须使之变成饱和气.方法有二:a.在温度不变的条件下.加大压强以减小未饱和气体积.相应就可以增大它的密度.直至达到该温度下饱和气的密度.从而把未饱和气变为饱和气,b.对较高温度下的未饱和气.在维持体积不变的条件下降低其温度.也可以使它变为在较低温度下的饱和气. 把未饱和气变为饱和气以后.只要继续减小其体积或降低其温度.多余的气就可凝结成液体. 但各种气体有一个特殊温度.在这个温度以上.无论怎样增大压强.都不能使它液化.这个温度就称为该气体的临界温度. ①气液转变的等温线 要使未饱和汽转变成饱和汽并使之液化.在等压条件下.气体通过降温可以转变为液体,在保持温度不变的条件下.通过增大压强减小体积的方式.也可以使气体液化. 图4-2-2为某气体液化的过程曲线AB是液化以前气体的等温压缩过程.气体逐渐趋于饱和状态.B点对应于饱和汽状态.继续压缩就会出现液体,在液化过程BC中.压强保持不变.气液化的总体积减小.BC过程中每一状态都是气液平衡共存的状态.因此为这一温度下的饱和汽压.C点相当于气体全部液化时的状态,CD段就是液体的等温压缩过程. 应该指出:由于各种气体都有一个特殊温度.在这个温度以上.无论怎样增大压强也不能使气体液化.这个温度称为临界温度.因此上述气液等温转变只能在气体的临界度以下进行.若等温转变时饱和汽密度为.BC段液体密度为.系统的总质量为m.当气液平衡共存时的体积为V.其中汽.液的体积分别是.解得:. ②混合气的等温液化 混合气体的等温转变.应分解为各组分气体的等温转变过程来考虑不周.沸点不同的各组分气体.当等温压缩时.达到饱和开始液化的先后不同.同在1atm沸点高的气体.其饱和汽密度要小些.等温压缩它会先达到饱和开始液化.混合气体等温线的转折点.一定是某组分气体物态的转变点. 例:有一体积22.4L的密闭容器.充有温度.压强3atm的空气和饱和水汽.并有少量的水,今保持温度不变.将体积加倍.压强变为2atm.底部的水恰好消失.试问是多少?若保持温度不变.体积增为最多体积的4倍.试问这时容器内的压强是多少?容器内水和空气的质量各是多少?设饱和水汽可看作是理想气体. 解:设初态.中态和末态中空气分压强分别为,初态.中态中的水汽均为温度的饱和汽.设饱和水汽压为,末态中的水汽为温度的未饱和汽.水汽分压为.若末态气体的压强为p.则有 从初态变为中态的过程中.空气质量未变而水汽质量增加.对空气分压可用玻意尔定律 得=1atm.故=373K,=2atm.=1atm.从中态变为末态的过程.水汽和空气的总质量不变.应用玻意耳定律 p=1atm 容器内空气的摩尔数.末态时空气和水汽的总摩尔数 故容器内水和水汽的总摩尔数 . 例:由固态导热材料做成的长方体容器.被一隔板等分为两个互不连通的部分.其中分别贮有相等质量的干燥空气和潮湿空气.在潮湿空气中水汽质量占2%. (1)若隔板可自由无摩擦地沿器壁滑动.试求达到平衡后干.湿空气所占体积的比值. (2)若一开始采用能确保不漏气的方式将隔板抽出.试求达到平衡后容器内气体的压强与未抽出隔板时干.湿空气各自的压强这三者的比值(设干.湿空气均可视为理想气体). 解:(1)隔板平衡的条件是:隔板两侧气体的压强相同.温度也相同.所以对干空气有 ① 而对潮湿空气有 而 故得 ② 得 (2)隔板抽出前.干湿空气的体积为.压强分别为.则由克拉伯龙方程得 . ③ . ④ 抽出隔板以后.干.湿空气混合以后系统的压强为p.则 ⑤ 故要求的三个压强之比为 =1.006:1:1.012 说明湿空气在未达到饱和前遵循理想气体状态方程.当然克拉珀方程也适用.而在达到饱和以后.克拉珀龙方程仍可用.但理想气体状态方程则不适用了.因为水气的质量会发生变化. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

精英家教网(1)下列说法正确的是
 

A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
B.只要知道水的摩尔质量和一个水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数
C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大.
D.通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机
E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
(2)如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=18cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=4cm,设外界大气压为75cmHg,为了使左、右两管中的水银面相平,
(1)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃;
(2)若温度保持27℃不变,向右管缓慢注入水银最后左、右两管的水银面相平且稳定时,气柱的长度是多少.

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(1)(6分)下列说法正确的是(选对一个给2分,选对两个给4分,选对三个给6分,选错一个扣3分,最低得分为0分)

A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动

B.只要知道水的摩尔质量和一个水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数

C.在使两个分子间的距离由很远(r >10–9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大

D.通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机

E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同

(2)(5分)在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:

①取纯油酸1.00mL注入容量为250mL的瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止,恰好共滴了100滴;

③在浅盘内注入约2cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,油酸在水面上会很快散开,形成一油酸薄膜,待薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;

④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多已知边长的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数,由小正方形边长和小正方形的总个数计算得此油膜面积为3.60×102cm2

利用上述实验数据可求得油酸分子的直径为        m。(保留3位有效数字)

(3)(9分)如图所示,竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L,当空气柱的温度为t1=7℃时,左臂水银柱的高度h1 =15cm,右臂水银柱的高度h2 = 10 cm,气柱长度L1=20cm;仅将管内被封住的空气柱加热到t2=127℃且稳定时,图中的h1变为h1′= 10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩,大气压强始终不变。当时的大气压强多大?(单位用cmHg)

 

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(1)(6分)下列说法正确的是(选对一个给2分,选对两个给4分,选对三个给6分,选错一个扣3分,最低得分为0分)

A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
B.只要知道水的摩尔质量和一个水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数
C.在使两个分子间的距离由很远(r >10–9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D.通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机
E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
(2)(5分)在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取纯油酸1.00mL注入容量为250mL的瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止,恰好共滴了100滴;
③在浅盘内注入约2cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,油酸在水面上会很快散开,形成一油酸薄膜,待薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;
④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多已知边长的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数,由小正方形边长和小正方形的总个数计算得此油膜面积为3.60×102cm2
利用上述实验数据可求得油酸分子的直径为       m。(保留3位有效数字)
(3)(9分)如图所示,竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L,当空气柱的温度为t1=7℃时,左臂水银柱的高度h1 =15cm,右臂水银柱的高度h2 =" 10" cm,气柱长度L1=20cm;仅将管内被封住的空气柱加热到t2=127℃且稳定时,图中的h1变为h1′= 10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩,大气压强始终不变。当时的大气压强多大?(单位用cmHg)

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(1)(6分)下列说法正确的是(选对一个给2分,选对两个给4分,选对三个给6分,选错一个扣3分,最低得分为0分)
A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
B.只要知道水的摩尔质量和一个水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数
C.在使两个分子间的距离由很远(r >10–9 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D.通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机
E.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
(2)(5分)在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取纯油酸1.00mL注入容量为250mL的瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止,恰好共滴了100滴;
③在浅盘内注入约2cm深的水,将痱子粉均匀撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,油酸在水面上会很快散开,形成一油酸薄膜,待薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;
④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多已知边长的小正方形的坐标纸上,计算出轮廓范围内正方形的总数,由小正方形边长和小正方形的总个数计算得此油膜面积为3.60×102cm2
利用上述实验数据可求得油酸分子的直径为       m。(保留3位有效数字)
(3)(9分)如图所示,竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L,当空气柱的温度为t1=7℃时,左臂水银柱的高度h1 =15cm,右臂水银柱的高度h2 =" 10" cm,气柱长度L1=20cm;仅将管内被封住的空气柱加热到t2=127℃且稳定时,图中的h1变为h1′= 10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩,大气压强始终不变。当时的大气压强多大?(单位用cmHg)

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