题目
一定量的理想气体在等压过程中,λ与T的关系为 ()A.成正比B.平方关系C.成反比D.平方反比关系

- A.成正比
- B.平方关系
- C.成反比
- D.平方反比关系
题目解答
答案
C. 成反比
解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程在等压过程中的应用,以及物理量之间的比例关系分析。
解题核心思路:
在等压过程中,压强$P$保持不变。根据理想气体状态方程$PV = nRT$,需明确题目中$\lambda$代表的物理量。若$\lambda$为气体的密度,则通过推导可得密度与温度$T$的关系。
破题关键点:
- 确定$\lambda$的物理意义:题目未明确说明时,需结合选项和热学知识推测$\lambda$可能代表密度。
- 推导密度与温度的关系:利用理想气体方程结合密度公式,推导出密度与温度的反比例关系。
步骤1:写出理想气体状态方程
理想气体状态方程为:
$PV = nRT$
其中$P$为压强,$V$为体积,$T$为温度,$n$为物质的量,$R$为理想气体常数。
步骤2:分析等压过程
在等压过程中,$P$恒定。若$\lambda$代表气体的密度$\rho$,则密度定义为:
$\rho = \frac{m}{V}$
其中$m$为气体质量,$n = \frac{m}{M}$($M$为摩尔质量)。
步骤3:推导密度与温度的关系
将$n = \frac{m}{M}$代入理想气体方程:
$PV = \frac{m}{M}RT$
整理得体积$V$:
$V = \frac{mRT}{PM}$
代入密度公式$\rho = \frac{m}{V}$:
$\rho = \frac{m}{\frac{mRT}{PM}} = \frac{PM}{RT}$
因此,密度$\rho$与温度$T$成反比,即$\lambda \propto \frac{1}{T}$。