内容正文:
气体、固体和液体章末练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.我国“奋斗者”号载人潜水器在执行深海探测任务时,为了保证舱内空气新鲜同时控制舱内压强稳定,使用高压气瓶向舱内补充气体。已知舱内初始气体压强为,温度为17℃。潜水器下潜至深海某深度时,舱外海水压强为,此时舱内温度降至7℃。为了平衡内外压强差,需从高压气瓶向舱内缓慢充入同种气体,直至舱内压强与舱外海水压强相等。若充气过程中舱内温度保持7℃不变,所有气体可视为理想气体,则充气后的气体密度与初始状态密度的比值为( )
A. B. C. D.
2.如图所示,一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态。已知延长线过点。对于该气体,下列说法正确的是( )
A.过程气体对外界做功
B.气体在状态下的温度是状态下温度的2倍
C.过程气体体积不变
D.过程气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力减小
3.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.若体积不变、温度升高,则每个气体分子热运动的速率都增大
B.若体积减小、温度不变,则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变
C.若体积不变、温度降低,则气体分子密集程度不变,压强可能不变
D.若体积减小、温度不变,则气体分子密集程度增大,压强一定增大
4.如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图,其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通,随着输液的持续进行,下列说法中正确的是( )
A.甲输液瓶内气压不变,瓶内输液管针头处压强减小
B.乙输液瓶内气压增大,瓶内输液管针头处压强不变
C.丙输液瓶内气压不变,瓶内输液管针头处压强不变
D.若需保持给病人的输液流速恒定,则应该选用丙输液瓶
5.如图所示,玻璃管中都灌有水银,且水银柱都处在平衡状态,大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强。下面对封闭气体的压强说法正确的是( )
A.图①中 B.图②中
C.图③中 D.图④中
6.关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A.图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为水银分子之间存在斥力
C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D.图丁中拖拉机锄松土壤,是为破坏土壤的毛细现象
7.如图所示,一个上端封闭、下端装有阀门的“”形管,右侧的玻璃管长度大于左侧,且两根玻璃管均具有良好的导热性。两侧的玻璃管内分别封闭了一定质量的理想气体A和B,气体的长度分别为和,已知。假设玻璃管内的温度等于环境温度,下列说法正确的是( )
A.若环境温度缓慢升高,则封闭气体的长度
B.若环境温度缓慢升高,则封闭气体的长度
C.打开阀门缓慢放出少量水银后,则封闭气体的长度
D.打开阀门缓慢放出少量水银后,则封闭气体的长度
8.有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”,分别得到如下四幅图像(如图所示)。则下列有关他们的说法,正确的是( )
A.若甲研究的是查理定律,则他作的图像可能是图(a)
B.若乙研究的是玻意耳定律,则他作的图像是图(b)
C.若丙研究的是查理定律,则他作的图像可能是图(c)
D.若丁研究的是盖—吕萨克定律,则他作的图像是图(d)
9.如图所示,一内壁绝热光滑汽缸固定在水平面上,两绝热活塞将汽缸内同一理想气体均匀分成O、P、Q三部分,两活塞间用一轻质弹簧(处于原长)连接,通过导热丝对Q部分气体降温,则稳定后( )
A.O部分气体的压强大于P部分气体的
B.Q部分气体的体积小于O部分气体的
C.Q部分气体的温度小于P部分气体的
D.Q部分气体的温度等于O部分气体的
10.如图,倾角为37°的斜面固定在水平面上,上端封闭、下端开口的细玻璃管与斜面间的动摩擦因数为0.5。静置于斜面上的玻璃管内有长度为10cm的水银柱,封闭的空气柱长度也为10cm。释放玻璃管,达到稳定后水银柱与玻璃管相对静止。过程中玻璃管的温度保持不变,外界大气压为76cmHg,重力加速度,,,则( )
A.玻璃管静止时,管内气体的压强为70cmHg
B.玻璃管稳定下滑时,其加速度为
C.玻璃管稳定下滑时,管内气体的压强为90cmHg
D.玻璃管稳定下滑时,管内空气柱长度约为9.72cm
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某实验小组使用如图甲所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。用橡胶帽封闭注射器的上端,使注射器中封闭一定质量的气体,柱塞下使用细绳悬挂一重物,整个装置置于控温箱内,控温箱内气体始终与外界相通,通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值,并作体积热力学温度图像。
(1)实验过程中,下列说法正确的是( )
A.实验过程要保证空气柱密闭性良好
B.柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体
C.改变控温箱温度后,应迅速读取体积,防止气体泄漏
(2)若实验操作规范无错误,作出V-T图像,如图乙所示,图像不过原点的原因是_____________。
(3)某组员认为:若将控温箱密闭,与外界大气不相通,当控温箱内温度缓慢升高时,柱塞和重物的高度会不降反升,请问其观点是否正确?_______________(选填“正确”或“不正确”)。
12.(8分)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是( )
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C.为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________;
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是( )
A. B. C. D.
(4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在坐标平面上描点作图,因压缩气体过程中注射器漏气,则作出的图线应为图中______(选填“①”或“②”)。
四、解答题
13.(10分)内径均匀且内径远小于管长的“T”形细玻璃管竖直放置,管内有被水银封闭的理想气体a和b,竖直管上端与大气相通,各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃,大气压强,热力学温度T与摄氏温度t的关系为。求:
(1)若两部分气体升高相同温度,竖直管水银面恰好上升至管口,气体b的长度;
(2)若保持温度为27℃不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银柱的长度。
14.(12分)如图所示,在天花板上竖直固定两高度均为H开口向下的导热汽缸A和B,其横截面积分别为S和,质量为m的U形一体式活塞两端分别将一定质量的理想气体封闭在汽缸A、B内。活塞静止时,汽缸B中气体的压强为大气压强的,两汽缸内气柱长度均为。已知大气压强为,环境温度恒为,重力加速度为g,汽缸的密闭性良好且内壁光滑,活塞厚度不计。
(1)求活塞静止时,汽缸A中的气体压强;
(2)现仅缓慢升高汽缸B中气体的温度至活塞恰好要从汽缸中脱落,求此时汽缸B中气体的温度。
15.(18分)截至2025年11月,采用我国自主研发的核心技术建造的27万立方米超大型液化天然气(LNG)储罐数量已达18座,在全球同类型储罐中占比近七成,数量位居世界第一。某加气站一储罐容积为,在进行气密性测试时,对储罐内压强为1.20MPa、温度为7℃的空气(可视为理想气体)缓慢加热,使储罐内空气压强达到设计压强1.44MPa。
(1)求温度应升至多少?
(2)完成测试后,打开泄压阀,当储罐内空气压强等于1.35MPa时停止泄放,泄放过程可视为等温变化,求泄放出的空气占原有空气质量的百分比。
答案第10页,共12页
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气体、固体和液体章末练习卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.我国“奋斗者”号载人潜水器在执行深海探测任务时,为了保证舱内空气新鲜同时控制舱内压强稳定,使用高压气瓶向舱内补充气体。已知舱内初始气体压强为,温度为17℃。潜水器下潜至深海某深度时,舱外海水压强为,此时舱内温度降至7℃。为了平衡内外压强差,需从高压气瓶向舱内缓慢充入同种气体,直至舱内压强与舱外海水压强相等。若充气过程中舱内温度保持7℃不变,所有气体可视为理想气体,则充气后的气体密度与初始状态密度的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据理想气体状态方程
整理得气体密度
同种气体摩尔质量为定值,为气体常量,因此密度比值满足
其中初始状态参数为,
充气后状态参数为,
代入计算得
故选C。
2.如图所示,一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态。已知延长线过点。对于该气体,下列说法正确的是( )
A.过程气体对外界做功
B.气体在状态下的温度是状态下温度的2倍
C.过程气体体积不变
D.过程气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力减小
【答案】B
【详解】A.由图像可知,过程,由于,可知气体发生等容变化,所以不做功,故A错误;
B.过程,由查理定律可得
可得
由于过程气体温度不变,可知气体在状态下的温度是状态下温度的2倍,故B正确;
C.过程,气体压强不变,温度降低,则气体体积减小,故C错误;
D.过程,气体压强不变,则气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力不变,故D错误。
故选B。
3.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A.若体积不变、温度升高,则每个气体分子热运动的速率都增大
B.若体积减小、温度不变,则器壁单位面积受气体分子的碰撞力不变
C.若体积不变、温度降低,则气体分子密集程度不变,压强可能不变
D.若体积减小、温度不变,则气体分子密集程度增大,压强一定增大
【答案】D
【详解】A.温度是气体分子平均动能的标志,温度升高时分子平均动能增大、平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大,存在个别速率减小的分子,故A错误。
B.一定质量的理想气体满足常量,体积减小、温度不变时,气体压强增大,而器壁单位面积受气体分子的碰撞力等于气体压强,故碰撞力增大,故B错误。
C.体积不变时,气体总分子数不变,因此分子密集程度不变,结合常量,不变、降低时,压强一定减小,故C错误。
D.体积减小、总分子数不变,因此单位体积内的分子数增大,结合常量,不变、减小时,压强一定增大,故D正确。
故选D。
4.如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图,其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通,随着输液的持续进行,下列说法中正确的是( )
A.甲输液瓶内气压不变,瓶内输液管针头处压强减小
B.乙输液瓶内气压增大,瓶内输液管针头处压强不变
C.丙输液瓶内气压不变,瓶内输液管针头处压强不变
D.若需保持给病人的输液流速恒定,则应该选用丙输液瓶
【答案】B
【详解】A.甲瓶没有进气管,随着液体流出,瓶内空气体积变大,瓶内气压减小,随着液体的流出液体压强在减小,而瓶内输液管针头处的压强等于瓶内气压与液体柱压强之和,因此针头处压强也会减小,故A错误;
BD.乙瓶通过进气管与外面大气相通,虚线处瓶上方气体的压强与液体的压强之和总等于大气压,随着液体的流出,液体压强减小,气体压强增大,但是瓶内输液管针头处压强不变,从而保证药液流速恒定,故B正确,D错误;
C.丙输液瓶在底部通过细管与大气相通,气体压强不变,随着液体的不断流出,瓶内输液管针头处压强变小,故C错误。
故选B。
5.如图所示,玻璃管中都灌有水银,且水银柱都处在平衡状态,大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强。下面对封闭气体的压强说法正确的是( )
A.图①中 B.图②中
C.图③中 D.图④中
【答案】D
【详解】A.图①中,玻璃管倒置在水银槽中,管内水银面高于槽内水银面 ,根据平衡条件
已知,解得,故A错误;
B.图②中根据连通器原理
解得,故B错误;
C.图③中水银柱长,倾角,垂直高度
则,故C错误;
D.图④中
, 故D正确。
故选D。
6.关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A.图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为水银分子之间存在斥力
C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D.图丁中拖拉机锄松土壤,是为破坏土壤的毛细现象
【答案】D
【详解】A.水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故,A错误;
B.水银的表面张力比较大,同时水银不浸润玻璃,这就导致玻璃容器中的小水银滴会尽可能地减少表面积,从而形成球状,B错误;
C.当一根内径很细的管垂直插入液体中,浸润液体在管里上升,而不浸润液体在管内下降,说明水不浸润塑料笔芯,C错误;
D.拖拉机锄松土壤,是为了破坏毛细现象减小水分蒸发,D正确。
故选D。
7.如图所示,一个上端封闭、下端装有阀门的“”形管,右侧的玻璃管长度大于左侧,且两根玻璃管均具有良好的导热性。两侧的玻璃管内分别封闭了一定质量的理想气体A和B,气体的长度分别为和,已知。假设玻璃管内的温度等于环境温度,下列说法正确的是( )
A.若环境温度缓慢升高,则封闭气体的长度
B.若环境温度缓慢升高,则封闭气体的长度
C.打开阀门缓慢放出少量水银后,则封闭气体的长度
D.打开阀门缓慢放出少量水银后,则封闭气体的长度
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,左侧A气体的压强大于右侧B气体的压强,两部分气体的体积相同,均为,温度均为。假设缓慢升高相同的温度后,A和B气体的体积不变,该过程为等容变化,对A气体分析,查理定律可知
对B气体分析,查理定律可知
已知,则
所以A气体的压强增加量较大,所以水银的高度差变大,稳定后两部分气体的长度,AB错误;
CD.设两部分气体体积的增加量都为,对A气体分析,由玻意耳定律可知
解得
同理对B气体分析,由玻意耳定律可得
联立作差可得
可得
所以水银的高度差变小,稳定后两部分气体的长度,C正确,D错误。
故选C。
8.有甲、乙、丙、丁四位同学在做“研究气体实验定律实验”,分别得到如下四幅图像(如图所示)。则下列有关他们的说法,正确的是( )
A.若甲研究的是查理定律,则他作的图像可能是图(a)
B.若乙研究的是玻意耳定律,则他作的图像是图(b)
C.若丙研究的是查理定律,则他作的图像可能是图(c)
D.若丁研究的是盖—吕萨克定律,则他作的图像是图(d)
【答案】ABD
【详解】AC.查理定律研究的是等容变化,压强与热力学温度成正比,且图像的反向延长线过坐标原点,故A正确,C错误;
B.玻意耳定律研究的是等温变化,压强与体积成反比,故B正确;
D.盖—吕萨克定律,研究的是等压变化,体积与热力学温度成正比,故D正确。
故选ABD。
9.如图所示,一内壁绝热光滑汽缸固定在水平面上,两绝热活塞将汽缸内同一理想气体均匀分成O、P、Q三部分,两活塞间用一轻质弹簧(处于原长)连接,通过导热丝对Q部分气体降温,则稳定后( )
A.O部分气体的压强大于P部分气体的
B.Q部分气体的体积小于O部分气体的
C.Q部分气体的温度小于P部分气体的
D.Q部分气体的温度等于O部分气体的
【答案】BC
【详解】A.设初始状态三部分气体的压强、体积、温度分别为、、。对Q部分气体降温后,由理想气体状态方程可知,Q部分气体压强减小,右侧活塞向右移动,弹簧被拉长,设伸长量为,弹簧拉动左侧活塞向右移动,最终平衡。对左侧活塞,由平衡条件,得
整理得
对右侧活塞,由平衡条件,得
整理得
因此
即O部分气体的压强小于P部分气体的,故A错误;
B.右侧活塞向右移动,则
左侧活塞向右移动,则
因此
即Q部分气体的体积小于O部分气体的,故B正确;
C.汽缸、活塞均绝热,P部分气体体积增大,绝热膨胀对外做功,温度降低,则
但Q部分气体被导热丝降温,热量被导出,稳定后
即Q部分气体的温度小于P部分气体的,故C正确;
D.由,根据理想气体状态方程,得
又,得
即Q部分气体的温度小于O部分气体的,故D错误。
故选BC。
10.如图,倾角为37°的斜面固定在水平面上,上端封闭、下端开口的细玻璃管与斜面间的动摩擦因数为0.5。静置于斜面上的玻璃管内有长度为10cm的水银柱,封闭的空气柱长度也为10cm。释放玻璃管,达到稳定后水银柱与玻璃管相对静止。过程中玻璃管的温度保持不变,外界大气压为76cmHg,重力加速度,,,则( )
A.玻璃管静止时,管内气体的压强为70cmHg
B.玻璃管稳定下滑时,其加速度为
C.玻璃管稳定下滑时,管内气体的压强为90cmHg
D.玻璃管稳定下滑时,管内空气柱长度约为9.72cm
【答案】AD
【详解】A.对静止的水银柱分析受力,设玻璃管内气体的压强为,水银柱的质量、横截面为、,根据平衡条件有
又
联立解得
又
联立解得,故A正确;
BCD.设玻璃管的质量为,对玻璃管和水银柱整体,设整体的加速度为,由牛顿第二定律有
对水银柱有
联立解得,
对管内的气体,由玻意耳定律有
联立解得,故BC错误,D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某实验小组使用如图甲所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。用橡胶帽封闭注射器的上端,使注射器中封闭一定质量的气体,柱塞下使用细绳悬挂一重物,整个装置置于控温箱内,控温箱内气体始终与外界相通,通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值,并作体积热力学温度图像。
(1)实验过程中,下列说法正确的是( )
A.实验过程要保证空气柱密闭性良好
B.柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体
C.改变控温箱温度后,应迅速读取体积,防止气体泄漏
(2)若实验操作规范无错误,作出V-T图像,如图乙所示,图像不过原点的原因是_____________。
(3)某组员认为:若将控温箱密闭,与外界大气不相通,当控温箱内温度缓慢升高时,柱塞和重物的高度会不降反升,请问其观点是否正确?_______________(选填“正确”或“不正确”)。
【答案】(1)A
(2)未考虑橡胶帽內气体的体积
(3)正确
【详解】(1)A.该实验过程要保证空气柱密闭性良好,故A正确;
B.柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体保证空气柱密闭性良好,故B错误;
C.改变温控箱温度后,应该等待足够长时间,温度计示数稳定后再读取空气柱体积,故C错误。
故选A。
(2)设橡胶帽内气体体积为,根据理想气体状态方程,则有
整理可得
所以图像不过原点原因是未考虑橡胶帽内气体的体积。
(3)若将控温箱密闭,当控温箱内温度升高时,假设柱塞不动,则有
注射器内气体与控温箱内气体温度始终相同,结合之前的分析可知,所以有,即柱塞会上升,所以该观点正确。
12.(8分)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是( )
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C.为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________;
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是( )
A. B. C. D.
(4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在坐标平面上描点作图,因压缩气体过程中注射器漏气,则作出的图线应为图中______(选填“①”或“②”)。
【答案】(1)A
(2)胶管内存在气体
(3)B
(4)②
【详解】(1)A.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,可以保证封闭气体的气密性,A正确;
B.用手握住注射器,会使气体温度升高,不符合实验要求,B错误;
C.应缓慢推拉柱塞和读取数据,C错误;
D.只有压强可以通过数据采集器采集,D错误。
故选A。
(2)根据
得
造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体。
(3)被封闭气体的初始体积为V0+ΔV,压强为p0,末状态的体积为V+ΔV,根据玻意耳定律得
当趋于零时,解得
则压强趋近于某一值。
故选B。
(4)由于存在漏气,则pV减小,故图线应为②。
四、解答题
13.(10分)内径均匀且内径远小于管长的“T”形细玻璃管竖直放置,管内有被水银封闭的理想气体a和b,竖直管上端与大气相通,各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃,大气压强,热力学温度T与摄氏温度t的关系为。求:
(1)若两部分气体升高相同温度,竖直管水银面恰好上升至管口,气体b的长度;
(2)若保持温度为27℃不变,从竖直管上端加水银至管口,加入水银柱的长度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)两部分气体升高相同的温度,竖直管水银面恰好上升至管口时,上升的高度为20cm,设玻璃管内径为S,对气体a有
其中,,;,
对气体b有
其中,,,
且气体的体积满足
联立解得
即气体b的长度为15cm;
(2)保持温度不变,从竖直管上端添加水银至管口,对气体a有
其中,
对b气体有
其中,
联立解得
则加入水银长度
14.(12分)如图所示,在天花板上竖直固定两高度均为H开口向下的导热汽缸A和B,其横截面积分别为S和,质量为m的U形一体式活塞两端分别将一定质量的理想气体封闭在汽缸A、B内。活塞静止时,汽缸B中气体的压强为大气压强的,两汽缸内气柱长度均为。已知大气压强为,环境温度恒为,重力加速度为g,汽缸的密闭性良好且内壁光滑,活塞厚度不计。
(1)求活塞静止时,汽缸A中的气体压强;
(2)现仅缓慢升高汽缸B中气体的温度至活塞恰好要从汽缸中脱落,求此时汽缸B中气体的温度。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)活塞静止时,受力平衡。设大气压强为,B缸中气压为
根据平衡条件
解得
(2)加热过程中,活塞缓慢移动至从汽缸脱落,始终处于平衡状态,A缸等温过程
B缸状态方程
末状态平衡方程为
联立解得
15.(18分)截至2025年11月,采用我国自主研发的核心技术建造的27万立方米超大型液化天然气(LNG)储罐数量已达18座,在全球同类型储罐中占比近七成,数量位居世界第一。某加气站一储罐容积为,在进行气密性测试时,对储罐内压强为1.20MPa、温度为7℃的空气(可视为理想气体)缓慢加热,使储罐内空气压强达到设计压强1.44MPa。
(1)求温度应升至多少?
(2)完成测试后,打开泄压阀,当储罐内空气压强等于1.35MPa时停止泄放,泄放过程可视为等温变化,求泄放出的空气占原有空气质量的百分比。
【答案】(1)
63°C
(2)6.25%
【详解】(1)加热过程储罐容积不变,根据查理定律有
其中,,
解得
故温度应升至。
(2)泄放过程可视为等温变化,储罐容积不变。设泄放前储罐内空气质量为m₂,压强为p₂ = 1.44MPa
设泄放后储罐内剩余空气质量为m₃,压强为p₃ = 1.35MPa
由于V、R、T、M均不变,根据理想气体状态方程知
所以
泄放出的空气占原有空气质量的百分比为
答案第10页,共12页
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