题目
若室内生起炉子后温度从15°升高到27°,而室内气压不变,则此时室内的分子数减少了A. 0.5%B. 4%C. 9%D. 21%
若室内生起炉子后温度从15°升高到27°,而室内气压不变,则此时室内的分子数减少了
A. 0.5%
B. 4%
C. 9%
D. 21%
题目解答
答案
B. 4%
解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程的应用,涉及温度单位转换及百分比变化的计算。
解题核心思路:
- 明确条件:题目中压强保持不变,体积视为固定(室内空间),需利用理想气体方程分析分子数变化。
- 关键公式:当压强$P$和体积$V$不变时,分子数$n$与温度$T$成反比($n \propto \frac{1}{T}$)。
- 温度转换:将摄氏温度转换为开尔文温度($T = t + 273$)。
- 百分比计算:通过温度比值计算分子数减少的百分比。
破题关键点:
- 体积固定是隐含条件,直接决定$n$与$T$的关系。
- 百分比公式:$\text{减少百分比} = \left(1 - \frac{T_1}{T_2}\right) \times 100\%$。
步骤1:温度转换
初始温度$T_1 = 15^\circ \text{C} = 15 + 273 = 288 \, \text{K}$,
最终温度$T_2 = 27^\circ \text{C} = 27 + 273 = 300 \, \text{K}$。
步骤2:建立分子数关系
由理想气体方程$PV = nRT$,当$P$和$V$不变时,$\frac{n_1}{T_1} = \frac{n_2}{T_2}$,即:
$\frac{n_2}{n_1} = \frac{T_1}{T_2}.$
步骤3:计算分子数减少百分比
分子数减少量为$n_1 - n_2 = n_1 \left(1 - \frac{T_1}{T_2}\right)$,
减少百分比为:
$\left(1 - \frac{T_1}{T_2}\right) \times 100\% = \left(1 - \frac{288}{300}\right) \times 100\% = 4\%.$