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文檔簡介

1、玻璃泡玻璃泡A內封有一定量氣體,與內封有一定量氣體,與A相連的相連的B管插在管插在水銀槽水銀槽中,管內水銀面的高度中,管內水銀面的高度x即可反映泡內氣體的溫度,即環境溫度,并可由即可反映泡內氣體的溫度,即環境溫度,并可由B管上的刻度直接讀出設管上的刻度直接讀出設B管的體積與管的體積與A玻璃泡的體積相比可忽略不計在玻璃泡的體積相比可忽略不計在1標準大氣壓下對標準大氣壓下對B管進行溫度管進行溫度刻度(刻度(1標準大氣壓相當于標準大氣壓相當于76cmHg的壓強,等于的壓強,等于101kPa)已知當溫度)已知當溫度t127 時,管內水銀面高度時,管內水銀面高度x116cm,此高度即為,此高度即為27

2、的刻度線,問的刻度線,問t0 的刻的刻度線在何處度線在何處所以:所以: 0 的刻度線在的刻度線在76-54.6=21.4 cmHg合作深化1氣缸氣缸長為長為L=1m,固定在水平面上,氣缸中有橫截面積,固定在水平面上,氣缸中有橫截面積為為S=100cm2的光滑活塞,活塞封閉了一定質量的的光滑活塞,活塞封閉了一定質量的理想氣體理想氣體,當溫度為當溫度為t=27,大氣壓強為,大氣壓強為P0=1105Pa時,氣柱時,氣柱長長度度為為l=90cm,氣缸和活塞的厚度均可忽略不計求:,氣缸和活塞的厚度均可忽略不計求:如果溫度保持不變,將活塞緩慢如果溫度保持不變,將活塞緩慢拉拉至至氣缸右端口,氣缸右端口,此時

3、此時水平拉力水平拉力F的的大大小小是多少?是多少?如果氣缸內氣體溫度緩慢升高,如果氣缸內氣體溫度緩慢升高,使使活塞活塞移至氣缸右移至氣缸右端口端口時,氣體溫度時,氣體溫度為為多少多少攝氏度?攝氏度?19、(、(10分)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸分)如圖所示,上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置,截面積為豎直放置,截面積為40cm2的活塞將一定質量的氣體和的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規則的固體一形狀不規則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm處設有處設有a、b兩限制裝置,使活塞只能向上滑動。兩限制裝置,使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在開始時活塞擱在a、

4、b上,缸內氣體的壓強為上,缸內氣體的壓強為p0(p0=1.0105 Pa為大氣壓強),溫度為為大氣壓強),溫度為300K。現緩慢。現緩慢加熱汽缸內氣體,當溫度為加熱汽缸內氣體,當溫度為330K,活塞恰好離開,活塞恰好離開a、b;當溫度為當溫度為360K時時, 活塞上升了活塞上升了4cm。求。求:(1)活塞的質量活塞的質量(2)物體物體A的體積的體積baK3001 TPa100151 .pVV 40601K3302 TPa10401001452)mg.(p- 12VV 360K3 T23pp VV 40643設物體設物體A的體積為的體積為V,氣體的狀態參量為:,氣體的狀態參量為:2211TpTp

5、 3322TVTV 3640cm V氣體從狀態氣體從狀態1到狀態到狀態2為等容過程:為等容過程:代入數據得代入數據得代入數據得代入數據得 m=4kg氣體從狀態氣體從狀態2到狀態到狀態3為等壓過程:為等壓過程:解:解:練習練習2、如圖所示,氣缸內封閉有一定質量的理想氣體,當時溫如圖所示,氣缸內封閉有一定質量的理想氣體,當時溫度為度為0,大氣壓為,大氣壓為1atm(設其值為設其值為105Pa)、氣缸橫截面積為、氣缸橫截面積為500cm2,活塞重為,活塞重為5000N。則:。則:(1)氣缸內氣體壓強為多少?)氣缸內氣體壓強為多少?(2)如果開始時內部被封閉氣體的總體積為)如果開始時內部被封閉氣體的總

6、體積為 汽缸上部汽缸上部體積體積為為 ,并且汽缸口有個卡環可以卡住活塞,使之只能,并且汽缸口有個卡環可以卡住活塞,使之只能在在汽缸汽缸內運動,所有摩擦不計。現在內運動,所有摩擦不計。現在使使氣缸氣缸內的氣體加熱至內的氣體加熱至273,求氣缸,求氣缸內內氣體壓強又為多少?氣體壓強又為多少?,V054051V 30051V解:解: (1)由受力平衡可知:由受力平衡可知:Pa1002105005000100154502 .SGpp(2)缸內氣體先做等壓變化,活塞將運動到卡環處就不再運動,設此時溫度為缸內氣體先做等壓變化,活塞將運動到卡環處就不再運動,設此時溫度為T1 , 有有 010054VTVT

7、所以所以0145TT 接下來繼續升溫,氣缸內氣體將做等體積變化,設所求壓強為接下來繼續升溫,氣缸內氣體將做等體積變化,設所求壓強為p2,故有,故有 2211pTpT 代入可得代入可得 Pa102358511122 .ppTTp30051V問題3:如圖所示,豎直放置的連通器左、右兩管為口徑不同的均勻直玻璃管,橫截面積S右2S左,用水銀將空氣封閉在右管中,平衡時左、右水銀面相平,右管內水銀面距管頂l010cm。現將一活塞從左管上口慢慢推入左管,直到右管水銀面比左管水銀面高出h6cm為止。求此時左、右兩管中氣體的壓強。已知大氣壓強p076cmHg,溫度不變。l0左右提示:這是兩個研究對象的問題,左、

8、右兩管內的封閉氣體都遵從玻意耳定律,它們之間的幾何關系和壓強關系是解決問題的橋梁。左右左右幾何關系: h1 S左 h2 S右 S右2S左 又h1 + h2 6cm h1 4cm h2 2cm . .玻意耳定律: 對左管氣體 p1V1 p2V2 76 10S左( p26) (10h1x) S左 . . 對右管氣體 p1V1 p2V2 76 10S右 p2 (10h2) S右 . 聯立,解得 p295cmHg x 6.5 cm分析與解答:l0 =10cmx =?h1h276cmHg6cm如圖,一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞,已知大活塞的質量為 ,橫截面積為 ,小活

9、塞的質量為 ,橫截面積為 ;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為 ,氣缸外大氣壓強為 ,溫度為 。初始時大活塞與大圓筒底部相距 l/2 , 兩活塞間封閉氣體的溫度為 ,現氣缸內氣體 溫度緩慢下降,活塞緩慢下移,忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦,重力加速度 取 10m/s2,(i) 在大活塞與大圓筒底部接觸 前的瞬間,缸內封閉氣體的溫度;(ii)缸內封閉的氣體與缸外大氣達 到熱平衡時,缸內封閉氣體的壓強。12.50mkg2180.0scm21.50mkg2240.0scm40.0lcm51.00 10pPa303TK1495Tk如圖,由U形 管和細管連 接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0C的水槽中,B

10、的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內為真空,B和C內都充有氣體。U形管內左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整個系統穩定后,U形管內左右水銀柱高度相等。假設U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。(i)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)(ii)將右側水槽的水從0C加熱到一定溫度時,U形管內左右水銀柱高度差又為60mm,求加熱后右側水槽的水溫。如圖,兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同氣缸直立放置,氣缸底部和頂部均有細管連通,頂部的細管帶有閥門K,兩氣缸的容積均為V0氣缸中各有一個絕熱活塞(質量不同,厚度可忽略)。開始時K關閉,兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為

11、理想氣體),壓強分別為p0和p0/3;左活塞在氣缸正中間,其上方為真空;右活塞上方氣體體積為V0/4。現使氣缸底與一恒溫熱源接觸,平衡后左活塞升至氣缸頂部,且與頂部剛好沒有接觸 ;然后打開K,經過一段時間,重新達到平衡。已知外界溫度為T0,不計活塞與氣缸壁間的摩擦。求:(i)恒溫熱源的溫度T;(ii)重新達到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx。如圖所示,兩個可導熱的氣缸豎直放置,它們的底部都由一細管連通(忽略細管的容積)兩氣缸各有一個活塞,質量分別為m1和m2,活塞與氣缸無摩擦活塞的下方為理想氣體,上方為真空當氣體處于平衡狀態時,兩活塞位于同一高度h(已知m1=3m,m2=2m)(1)在兩活

12、塞上同時各放一質量為m的物塊,求氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差(假定環境溫度始終保持為T0)(2)在達到上一問的終態后,環境溫度由T0緩慢上升到T,試問在這個過程中,氣體對活塞做了多少功?(假定在氣體狀態變化過程中,兩物塊均不會碰到氣缸頂部)氣體再次達到平衡后兩活塞的高度差為5h/4(2)氣體對活塞做了5mgh(T/T0 -1)的功問題導向(2014葫蘆島一模)如圖所示,底部相通的左右兩個葫蘆島一模)如圖所示,底部相通的左右兩個氣氣缸缸,內部盛有水銀,左氣缸上部有,內部盛有水銀,左氣缸上部有-活塞,封住一定活塞,封住一定質量質量的的理理 想氣體初始狀態左右氣缸內水銀面髙度相等,想氣體初始狀態

13、左右氣缸內水銀面髙度相等,此此時時左缸氣柱長左缸氣柱長L=20cm左右氣缸橫截面積比為左右氣缸橫截面積比為2:1,外外界界大氣壓強相當于大氣壓強相當于75cm水銀柱高現將左氣缸上活塞水銀柱高現將左氣缸上活塞緩緩慢慢向下推,當右邊水銀向下推,當右邊水銀 面比左邊水銀面高面比左邊水銀面高h=15cm時,時,停停止止推活塞,待穩定后(封閉氣體溫度保持不變),求推活塞,待穩定后(封閉氣體溫度保持不變),求活活塞向下塞向下移動的距離(結果保留兩位有效數字)移動的距離(結果保留兩位有效數字)由玻意耳定律得:p1V1=p2V2 解得:H50/3設左氣缸內水銀面初末高度差為h,由題意,左氣缸內水銀轉移到右氣缸內水銀體積相等h 2s=(h-h) s 解得h=5cm活塞向下移動的距離d=L+h-H=8.3cm;活塞把密閉氣缸分成左、右兩個氣室,每室各與U形管壓強計的一臂相連。壓強計的兩臂截面處處相同。U形管內盛有密度為=7.5102kg/m3的液體。開始時左、右兩氣室的體

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