110.11.一定质量的气体具有下列特性?

这道题考查的是理想气体状态方程以及气体实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖-吕萨克定律）的应用。我们需要根据“一定质量的气体”这一前提，结合各个选项中的控制变量，来分析物理量之间的关系。 **1. 理论基础：理想气体状态方程** 对于一定质量的理想气体，其状态参量压力 $P$、体积 $V$ 和热力学温度 $T$ 满足以下关系： $$ \frac{PV}{T} = C \quad (\text{常数}) $$ 或者写作： $$ PV = nRT $$ 其中 $n$ 是物质的量，$R$ 是理想气体常数。 **2. 逐项分析** * **选项 A：温度不变时，压力与体积成正比** * **条件**：温度 $T$ 不变（等温过程）。 * **推导**：根据玻意耳定律（Boyle's Law），当温度不变时，$PV = \text{常数}$。这意味着压力 $P$ 与体积 $V$ 成**反比**，而不是正比。即体积增大，压力减小。 * **结论**：选项 A 错误。 * **选项 B：体积不变时，压力和温度成正比** * **条件**：体积 $V$ 不变（等容过程）。 * **推导**：根据查理定律（Charles's Law / Gay-Lussac's Law for pressure），当体积不变时，$\frac{P}{T} = \text{常数}$。这意味着压力 $P$ 与热力学温度 $T$ 成**正比**。即温度升高，压力增大。 * **注意**：这里的温度必须指**热力学温度**（开尔文温度，K）。在物理学的标准表述中，若未特别说明，通常默认指热力学温度。 * **结论**：选项 B 正确。 * **选项 C：压力不变时，体积和温度成反比** * **条件**：压力 $P$ 不变（等压过程）。 * **推导**：根据盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's Law for volume），当压力不变时，$\frac{V}{T} = \text{常数}$。这意味着体积 $V$ 与热力学温度 $T$ 成**正比**，而不是反比。即温度升高，体积膨胀。 * **结论**：选项 C 错误。 **3. 总结** * A 错在应该是反比。 * C 错在应该是正比。 * B 正确描述了等容变化下压力与热力学温度的正比关系。 因此，正确答案是 **B**。