单选题
110.一定质量的气体具有下列特性。
A
温度不变时,压力与体积成正比
B
体积不变时,压力和温度成正比
C
压力不变时,体积和温度成反比
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是理想气体状态方程及其衍生的三个基本气体实验定律。我们需要根据一定质量气体的状态变化规律,逐一分析各个选项。
**1. 理论基础:理想气体状态方程**
对于一定质量的理想气体,其压强 $P$、体积 $V$ 和热力学温度 $T$ 之间的关系遵循理想气体状态方程:
$$ \frac{PV}{T} = C \quad (\text{常数}) $$
或者写作:
$$ PV = nRT $$
其中 $n$ 为物质的量,$R$ 为理想气体常数。
**2. 选项分析**
* **选项 A:温度不变时,压力与体积成正比**
* **分析**:当温度 $T$ 保持不变时,根据玻意耳定律(Boyle's Law),$PV = \text{常数}$。这意味着压强 $P$ 与体积 $V$ 成**反比**,而不是正比。即体积增大,压强减小。
* **结论**:该选项错误。
* **选项 B:体积不变时,压力和温度成正比**
* **分析**:当体积 $V$ 保持不变时,根据查理定律(Charles's Law / Gay-Lussac's Law),$\frac{P}{T} = \text{常数}$。这意味着压强 $P$ 与热力学温度 $T$ 成**正比**。即温度升高,压强增大。
* **注意**:这里的温度必须是指**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,通常指热力学温度。
* **结论**:该选项正确。
* **选项 C:压力不变时,体积和温度成反比**
* **分析**:当压强 $P$ 保持不变时,根据盖-吕萨克定律(Gay-Lussac's Law / Charles's Law),$\frac{V}{T} = \text{常数}$。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**:该选项错误。
**3. 总结**
* A 错在“正比”,应为反比。
* C 错在“反比”,应为正比。
* B 正确描述了等容过程中压强与热力学温度的正比关系。
因此,正确答案是 **B**。
相关知识点:
气体特性,体积不变压温正比
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