(5分)如p﹣V 图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定…——2019 高考物理第 13 题答案解析

2019_新课标II卷

2019 全国 第 13 题 解答题 区分题
2019_新课标II卷

13.(5分)如p﹣V 图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是 $\mathrm { T } _ { 1 } , \ \mathrm { T } _ { 2 } , \ \mathrm { T } _ { 3 }$ .用 $\Nu _ { 1 } , \Nu _ { 2 } , \Nu _ { 3 }$ 分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则 $\Nu _ { 1 }$ 大于 $\mathrm { N } _ { 2 } , \mathrm { ~ T _ { 1 } ~ }$ 等于 T<sub>3</sub>, ${ \mathrm { N } } _ { 2 }$ 大于$\Nu _ { 3 }$ .(填“大于”“小于”或“等于”)

参考答案

大于;等于;大于

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【分析】单位时间内气体分子对单位器壁上的压力是气体的压强,根据图示图线求出各状态气体的压强与体积,然后应用理想气体状态方程分析答题。

【解答】解:由 $\mathsf { p V } { = } \mathsf { n R T }$ 得: $\frac { \texttt { p } _ { 1 } \texttt { V } _ { 1 } } { \texttt { T } _ { 1 } } = \frac { \texttt { p } _ { 2 } \texttt { V } _ { 2 } } { \texttt { T } _ { 2 } }$

由图示图线可知,在状态1气体压强大于状态2气体压强,两状态下气体体积相等;即: $\mathrm { ~ V ~ } _ { \ast \ast \ast } = \mathrm { ~ V ~ } _ { \ast \ast \ast } \ast \mathrm { ~ 2 ~ } , \mathrm { ~ p ~ } _ { \ast \ast } \ast \mathrm { ~ 1 ~ } = 2 \mathrm { ~ p ~ } _ { \ast \ast } \ast \mathrm { ~ 2 ~ } ,$

故 $\frac { \texttt { P } ! \texttt { + } \texttt { > } 1 } { \texttt { T } _ { 1 } } { = } \frac { \texttt { P } ! \texttt { + } \texttt { > } 2 } { \texttt { T } _ { 2 } }$ ,解得: $\mathrm { T } _ { 1 } = 2 \mathrm { T } _ { 2 }$ ,即 $\mathrm { T } _ { 1 } > \mathrm { T } _ { 2 }$

由于分子密度相同,温度高,分子单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就多,故 $\Nu _ { 1 } >$ $\mathrm { N } _ { 2 } { \ ; }$

由于 $\boldsymbol { \mathrm { p } } _ { \nVDash \nwarrow 1 } \boldsymbol { \mathrm { V } } _ { \nVDash \nwarrow 1 } = \boldsymbol { \mathrm { p } } _ { \nVDash \nwarrow 3 } \boldsymbol { \mathrm { V } } _ { \nVDash \nwarrow 3 } ;$ 故 ${ \mathrm { T } } _ { 1 } = { \mathrm { T } } _ { 3 } { \mathrm { : } }$

则 ${ \mathrm { T } } _ { 3 } { \mathrm { > T } } _ { 2 }$ ,又 ${ \mathsf { p } } _ { 2 } { = } { \mathsf { p } } _ { 3 } ,$

状态 2 气体分子密度大,分子运动缓慢,单个分子平均作用力小,状态 3 气体分子密度小,分子运动剧烈,单个分子平均作用力大。故在状态 2 单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数,即 $\Nu _ { 2 }$ 大于 $\mathrm { N } _ { 3 } ;$ ;

故答案为:大于;等于;大于。

【点评】本题考查了理想气体状态方程的应用,根据题意分析清楚图示气体状态变化过程求出各状态气体状态参量是解题的前提,掌握基础知识、应用理想气体状态方程即可

解题。

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