题目
空气的密度 ( )A. 与压力成正比B. 与压力成反比C. 与压力无关。D. 与温度成正比。
空气的密度 ( )
A. 与压力成正比
B. 与压力成反比
C. 与压力无关。
D. 与温度成正比。
题目解答
答案
A. 与压力成正比
解析
本题考查气体密度与压力的关系,核心在于理解理想气体状态方程的应用。关键点在于将密度与压力、温度联系起来,推导出密度的表达式,从而判断其比例关系。需注意题目默认温度恒定的条件。
根据理想气体状态方程 $PV = nRT$,其中:
- $P$ 为压力,
- $V$ 为体积,
- $n$ 为气体物质的量,
- $R$ 为气体常数,
- $T$ 为温度。
密度 $\rho$ 的定义为 $\rho = \frac{m}{V}$,其中 $m$ 为气体质量。将 $m = nM$($M$ 为摩尔质量)代入得:
$\rho = \frac{nM}{V}$
由理想气体方程变形得 $\frac{n}{V} = \frac{P}{RT}$,代入密度公式:
$\rho = \frac{P \cdot M}{R \cdot T}$
由此可知:
- 密度 $\rho$ 与压力 $P$ 成正比(当 $T$ 恒定时),
- 密度 $\rho$ 与温度 $T$ 成反比(当 $P$ 恒定时)。
选项分析:
- A 正确:密度与压力成正比(温度恒定)。
- B 错误:与推导结果矛盾。
- C 错误:压力变化直接影响密度。
- D 错误:温度与密度成反比,而非正比。