单选题
国际标准大气的物理参数的相互关系是( )。
A
体积不变时,压力和温度成正比
B
压力不变时,体积和温度成反比
C
温度不变时,压力与体积成正比
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考查的是理想气体状态方程在特定条件下的应用,即气体定律。国际标准大气模型通常将空气视为理想气体,遵循理想气体状态方程:
$$ PV = nRT $$
其中:
* $P$ 为压力
* $V$ 为体积
* $T$ 为热力学温度
* $n$ 为物质的量(对于一定质量的气体,$n$ 为常数)
* $R$ 为理想气体常数
我们可以根据这个方程逐一分析各个选项:
**1. 分析选项 A:体积不变时,压力和温度成正比**
* 当体积 $V$ 保持不变(等容过程),且气体质量一定时,$n$、$R$、$V$ 均为常数。
* 方程变形为:$P = (\frac{nR}{V}) T$。
* 由此可见,$P$ 与 $T$ 呈线性正比关系。这就是**查理定律**(Charles's Law,有时也归盖-吕萨克定律的一部分,具体取决于教材定义,但物理意义一致:等容下压强与热力学温度成正比)。
* **结论:该描述正确。**
**2. 分析选项 B:压力不变时,体积和温度成反比**
* 当压力 $P$ 保持不变(等压过程)时,方程变形为:$V = (\frac{nR}{P}) T$。
* 由此可见,$V$ 与 $T$ 呈**正比**关系,而不是反比。这就是**盖-吕萨克定律**(Gay-Lussac's Law,指等压下体积与热力学温度成正比)。
* **结论:该描述错误。**
**3. 分析选项 C:温度不变时,压力与体积成正比**
* 当温度 $T$ 保持不变(等温过程)时,方程变形为:$PV = \text{常数}$,即 $P = \frac{\text{常数}}{V}$。
* 由此可见,$P$ 与 $V$ 呈**反比**关系。这就是**玻意耳定律**(Boyle's Law)。
* **结论:该描述错误。**
综上所述,只有选项 A 正确描述了理想气体物理参数之间的关系。
**正确答案:A**
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