题目
在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态。A种气体的分子数密度为n1,它产生的压强为P1,B种气体的分子数密度为2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强P为()。A. 3P1B. 4P1C. 5P1D. 6P1
在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态。A种气体的分子数密度为n1,它产生的压强为P1,B种气体的分子数密度为2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强P为()。
A. 3P1
B. 4P1
C. 5P1
D. 6P1
题目解答
答案
D. 6P1
解析
考查要点:本题主要考查理想气体压强的叠加原理(道尔顿分压定律)的应用,以及分子数密度与压强的关系。
解题核心思路:
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理想气体压强公式:单种理想气体的压强由公式 $P = n k T$ 决定,其中 $n$ 是分子数密度,$k$ 是玻耳兹曼常数,$T$ 是温度。
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分压叠加:在混合气体中,总压强等于各组分气体分压强之和(道尔顿分压定律)。
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关键点:三种气体的分子数密度已知,且温度相同,因此可分别计算各气体的分压强后相加。
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确定各气体的分压强
- A气体:分子数密度为 $n_1$,压强 $P_1 = n_1 k T$。
- B气体:分子数密度为 $2n_1$,压强 $P_B = (2n_1) k T = 2P_1$。
- C气体:分子数密度为 $3n_1$,压强 $P_C = (3n_1) k T = 3P_1$。
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计算总压强
根据道尔顿分压定律,总压强为各分压强之和:
$P = P_1 + P_B + P_C = P_1 + 2P_1 + 3P_1 = 6P_1$