氣體實驗定律

1、氣體實驗定律專題一：密閉氣體壓強的計算一、平衡態(tài)下液體封閉氣體壓強的計算理論依據(jù)液體壓強的計算公式p = Pgh。液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強為p = po + p gh 帕斯卡定律： 加在密閉靜止液體（或氣體）上的壓強能夠大小不變地由液體（或氣體）向各個方 向傳遞（注意：適用于密閉靜止的液體或氣體）連通器原理：在連通器中，同一種液體（中間液體不間斷）的同一水平面上的壓強 是相等的。2、計算的方法步驟（液體密封氣體）選取假想的一個液體薄片（其自重不計）為研究對象分析液體兩側(cè)受力情況，建立力的平衡方程，消去橫截面積，得到液片兩面?zhèn)鹊膲?強平衡方程解方程，求得氣體壓強例1：試計算下述幾

2、種情況下各封閉氣體的壓強，已知大氣壓P0,水銀的密度為P，管中 水銀柱的長度均為h。均處于靜止狀態(tài)練1：計算下圖中各種情況下，被封閉氣體的壓強。（標準大氣壓強P0 =76cmHg,圖中液體 為水銀練2、如圖二所示，在一端封閉的U形管內(nèi)，三段水銀柱將空氣柱A、B、C封在管中，在豎 直放置時，AB兩氣柱的下表面在同一水平面上，另兩端的水銀柱長度分別是和h2,外界 大氣的壓強為P，則A、B、C三段氣體的壓強分別是多少？練3、如圖三所示，粗細均勻的豎直倒置的U練3、如圖三所示，粗細均勻的豎直倒置的U型管右端封閉，左端開口插入水銀槽中，封閉著兩段空氣柱1和2。已知七=12cnHg，h2 =15cdHg，

3、 外界大氣壓強Po = 76cmHg，求空氣柱1和2的壓強。二、平衡態(tài)下活塞、氣缸密閉氣體壓強的計算解題的基本思路（1）對活塞（或氣缸）進行受力分析，畫出受力示意圖;（2）列出活塞（或氣缸）的平衡方程，求出未知量。注意：不要忘記氣缸底部和活塞外面的大氣壓。例2如下圖所示，一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為。，圓板的質(zhì)量為M。不計圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強為P，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強P等于（）p * Mg cos0 之間的摩擦。若大氣壓強為P，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強P等于（）p * Mg cos0 o

4、AB.P o + cos0ScosOPoC.Mg cos2 9Mgpo+d. pr練4：三個長方體容器中被光滑的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體。如圖五所示,M為重物質(zhì)量，F(xiàn) 是外力，P。為大氣壓，S為活塞面積，m為活塞質(zhì)量，則壓強各為：練5圖 練習5、（多選）如上圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為M，通過彈簧吊在天花板上， 氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無摩擦，活塞面積為S，則下列說法正確 的是（P為大氣壓強）（）A、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向上，大小為MgB、內(nèi)外空氣對缸套的總作用力方向向下，大小為mgC、氣缸內(nèi)空氣壓強為P0-Mg/SD、氣缸內(nèi)空氣壓強為f+mg/S 練習6、如圖所示

5、，水平放置的氣缸A和B的活塞面積分別為：s.、sb且s.，它們可以 無摩擦地沿器壁自由滑動，氣缸內(nèi)封有氣體。當活塞處于平衡狀態(tài)時，氣缸A、B內(nèi)氣體的 壓強分別為Pa和七（大氣壓不為零），則下列正確的是（）A.Pa：Pb= Sb :SaB.PaPbD.LbC. Pa PbD.Lb三、非平衡態(tài)下密閉氣體壓強的計算解題的基本思路（1）恰當?shù)剡x取研究對象（活塞、氣缸、水銀柱、試管或某個整體等），并對其進行 受力分析；（2）對研究對象列出牛頓第二定律方程，結(jié)合相關方程求解。典例例3如圖所示，有一段12cm長的汞柱，在均勻玻璃管中封住一定質(zhì)量的 氣體，若開口向上將光滑玻璃管放置在傾角為30。的光滑斜面上，

6、在下滑的過 程中被封住氣體的壓強P為（大氣壓強P0 = 76cmHg）（）。76cm Hg82cm Hg88cmHg70cmHg76cm Hg82cm Hg88cmHg70cmHg練7、如圖所示，質(zhì)量為M的汽缸放在光滑水平地面上，活塞質(zhì)量為m, 面積為S。封住一部分氣體，不計摩擦，大氣壓強為口，若在活塞上加一 水平向左的恒力F，求汽缸、活塞共同加速運動時，缸內(nèi)氣體的壓強。（設 溫度不變） 四、密閉氣體動態(tài)問題精析1、玻璃管上提、下壓或傾斜例4如左圖所示，開口向下并插入水銀槽中的粗細均勻的玻璃管內(nèi)封閉著長為H的空氣柱，管內(nèi)水銀柱高h，若將玻璃管豎直向上緩慢地提起（管下端未離開槽內(nèi)水銀面），則H

7、和h的變化情況為（）B.H和h都減小D.H增大,h減小B.H和h都減小D.H增大,h減小D.空氣的C.H減小,h增大的練8、如上右圖所示，一端封閉的玻璃管開口向下豎直插入水銀槽 上部封有部分空氣，玻璃管露出槽中水銀面的長度為L，兩水銀面 的高度差為h，現(xiàn)保持L不變，使玻璃管向右轉(zhuǎn)過一個 小角度，則（）B.h將減小B.h將減小C.h不變柱的長度會增大 TOC o 1-5 h z 2、給氣體升高或降低溫度M例5、如圖所示，兩端封閉的粗細均勻的、豎直放置的玻璃管內(nèi)有一長為h的水銀柱，l將管內(nèi)氣體分為兩部分，/2 = 21，開始兩部分氣體溫度相同，若使兩部分氣體同時降低相*同的溫度，管內(nèi)水銀柱將如何運

8、動？分析與解：1思路一：假設法思路二：圖象法12思路三：極限法,練9、如圖所示，左右兩容器容積相同，裝有同種氣體，連通兩容器的水平細廠、 廠、 管中部有一段水銀柱，在圖示溫度下，管中水銀柱靜止不動，如果使兩容器中氣體tL溫度同時升高100C，那么水銀將（）IF A.向左移動B.向右移動C.不動D.無法判斷思路四：定性分析法原理：從氣體分子動理論的觀點看來，氣體壓強是由大量的氣體分子頻繁地碰撞而產(chǎn) 生的.氣體壓強的大小是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)n和分子的平均速率V決定的（對于理想 氣體，可以證明七壓強公式為p=nRT，R為玻耳茲曼常量）.可見，氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù) n越多，氣體的溫度越高，氣體的壓

9、強就越大.利用這個結(jié)論，就可以通過定性分析判斷出 水銀柱的移動方向.練10、一根兩端封閉粗細均勻的直玻璃中有一段長57厘米的水銀柱，在水銀柱兩邊各有一 段空氣柱（如右圖）。當玻璃管水平放置，兩段空氣柱長度均為30厘米，壓強都是一個標準亡勺,wcnv 卜 亡勺,wcnv 卜 SDcirrj3、運動狀態(tài)和放置方式的改變例5、如圖所示，a、b、c三根完全相同的玻璃管，一端封閉，管內(nèi)各用相同長度的一段水銀柱封閉了質(zhì)量相等的空氣，a管豎直向下做自由落體運動，b甘 管豎直向上g做加速度為g的勻加速運動，c管沿傾角為I -450的光滑斜面下滑。若空氣溫度始終不Llla變，當水銀柱相對管壁靜止時，a、b、c三

10、管內(nèi)的空氣柱長度的關系a 為（）A.Lb=L =LB.L L L L D.L lb。& 練11、（多選）如圖所示，粗細均勻的玻璃管，兩端封閉，中間一段小水銀柱將 空氣分隔成A、B兩部分，豎直放置時，水銀柱剛好在正中，下列現(xiàn)象中 能使A空氣柱增長的有（兩部分初溫相同）（）A.升高相同的溫度B.降低相同的溫度C.使管有豎直向上的加速度D.使管有豎直向下的加速度又因A【參考答案】例 1： p = p ； p = p +p gh ； p = p - p gh ； p = p - pgh sin 0 ； p = p + pgh sin 01020304050練 1： p = 76cmHg ； p = 5

11、1cmHg ； p = 63.5cmHg ； p = 51cmHg ； p = 101cmHg練2：p = p +Pgh ； p = p +Pgh ；A 02 B 0-Pc= p + Pgh - Pgh練3：例2：p = 64cmHg p = 79cmHg練4：練 5:AC練6：例3：p1 = pP2 - P0 + TP3一 MF練7：P = P0 + (M + M)S 例 4： A；練 8： B；練 9： A；練7：例 5： D；練 11： BC【專題二】氣體實驗定律例1.（2015山東卷）扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象.如圖所示， 截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部

12、封閉氣體的溫度為300 K，壓強為大氣壓 強P.當封閉氣體溫度上升至303 K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面， 其內(nèi)部氣體壓強立即減為P0，溫度仍為303 K.再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復到300 K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求：（1）當溫度上升到303 K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；（2）當溫度恢復到300 K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力.SS例2.（2014 全國卷I）一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)， 汽缸壁導熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動.開始時氣體壓強為P，活塞下表面相對于 汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量

13、為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙 ,一 h -子倒完時，活塞下降了4.若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達到平衡后氣體的體積.已知外 界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g.例3.如圖所示，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長 =25.0 cm的空氣柱，中間有一段長12 =25.0 cm的水銀柱，上部空氣柱的長度13=40.0 cm. 已知大氣壓強p=75.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下 部空氣柱長度變?yōu)?1 = 20.0 cm .假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離.例4.如圖所示，由U型管和細管連接的玻璃泡A、B

14、和C浸泡在溫度均為0 C的水槽 中，B的容積是A的3倍.閥門S將A和B兩部分隔開.A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體.U型管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm.打開閥門S,整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U型管內(nèi)左右水銀柱高 度相等.假設U型管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積.求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)；將右側(cè)水槽的水從0 C加熱到一定溫度時，U型管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm, 求加熱后右側(cè)水槽的水溫.左右/ 、 201/ 、 201 10 100P0S心 ，、101例1： (1)p i 七00p0.9mghT ,. ,、,、例 2：?；例 3:15cm；例 4：答案：(1)180 mmH

15、g (2)364 K 0【專題三】氣體變質(zhì)量的問題分析變質(zhì)量問題時，可通過巧妙地選擇研究對象，使這類問題轉(zhuǎn) 化為一定質(zhì)量的氣體問題，用氣體實驗定律求解.打氣問題：向球、輪胎中充氣是一個典型的變質(zhì)量的氣體問 題，只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將充入的氣體作為研究對象，就可把 充氣過程中的氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.抽氣問題：從容器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷 減小，這屬于變質(zhì)量問題.分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和 剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看做是等溫膨脹 過程.灌氣問題：將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問 題也是一個典型的變質(zhì)量問題.分析這

16、類問題時，把大容器中的剩余 氣體和多個小容器中的氣體視為整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題 轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.（4）漏氣問題：容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于 變質(zhì)量問題.如果選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象， 便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程 求解.【典例1】一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為 透明玻璃板， 集熱器容積為V。，開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強為p。. 經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度 由T=300 K升至Ti = 350 K.（1）求此時氣體的壓強；（2）保持 = 350 K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變 回到P0.求集 熱器

17、內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值.判斷在抽 氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因.【典例2】（2015 河南鄭州一中期中）用真空泵抽出某容器中的 空氣，若某容器的容積為V，真空泵一次抽出空氣的體積為v0，設 抽氣時氣體溫度不變，容 器里原來的空氣壓強為P，求抽出n次空 氣后容器中空氣的壓強是多少？【參考答案】例題1：解析 （1）由題意知氣體體積不變，由查理定律得p p 01T T得 p 齊=|50p =7p1 T 0300 06 0（2）抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設膨脹后氣體的總體積為V,由玻意耳定律可得pV=pV 2100 2則V =告=事2 p b 0所以集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量

18、與原來總質(zhì)量的比值為PV 6 =_ P.7V 7 60因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體的 體積膨脹對 外做功.由熱力學第一定律AU=W+Q可知，氣體一定 從外界吸收熱量.76答案 （1） 6Po（2） 7；吸熱，原因見解析 例題2：解析 設第1次抽氣后容器內(nèi)的壓強為當，以整個氣體為研 究對象.因為抽氣時氣體溫度不變，則由玻意耳定律得pV=pi（V+V。），所以 P1=yzVyP0以第1次抽氣后容器內(nèi)剩余氣體為研究對象，設第2次抽氣后容器內(nèi)氣體壓 強為P2，由玻意耳定律有VVpV=p （V+V ），所以 p =p =（） 2P1202 V+V 1V+V以第n-1次抽氣后容器

19、內(nèi)剩余氣體為研究對象，設第n次抽氣后容器內(nèi)氣體壓強為Pn，由玻意耳定律得Pn-1V=pn （V+Vo）VV所以 Pn = V+TPn-1=（V+V） nP00V 故抽出n次空氣后容器內(nèi)剩余氣體的壓強為（v+v）心答案（VV）np鞏固練習（2015 湖北六校調(diào)考）（1）下列說法正確的是（）顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的作無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增 大分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其 它元素當溫度升高時，物體內(nèi)每一個分子熱運動的速率一定都增大（2015河北

20、“五個一名校聯(lián)盟”監(jiān)測）（1）下列說法正確的是（）布朗運動就是液體分子的運動兩分子之間同時存在著引力和斥力，引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小，但斥力比引力減小得更快熱力學溫標的最低溫度為0K，它沒有負值，它的單位是物理 學的基本單位之一氣體的溫度越高，每個氣體分子的動能越大（2）如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理 想氣體，活 塞橫截面積為S，氣缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導熱的，開始 活塞被固定在A點， 打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時 間后，活塞停在B點，已知AB= h，大氣壓強為p0，重力加速度為 g.求活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強；設周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過

21、程中通過缸壁傳遞的熱量 Q （一定量 理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）.解析 （1）布朗運動是固體微粒的運動，是液體分子無規(guī)則熱運 動的反映， 故A錯誤；兩分子之間同時存在著引力和斥力，引力和 斥力都隨分子間的距 離增大而減小，但斥力比引力減小得更快， 故B正確；熱力學溫標的最低溫 度為0 K，它沒有負值，它的單位 是物理學的基本單位之一，故C正確；氣 體的溫度越高，氣體分 子的平均動能越大，平均速率越高，滿足氣體分子的 速率分布率， 但并非每個氣體分子的動能都增大，故D錯誤.（2）設封閉氣體的壓強為p，活塞受力平衡，則p S+mg=pS 0解得 p=p0+mg由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化AU

22、=0外界對氣體做的功W=（pS+mg） h0由熱力學第一定律 U=W+Q可得 Q =-W=-（p0S+mg） h即氣體通過缸壁放熱（P0S+mg） hmg答案 （1） BC （2）P+s P0S+mg） h（2015 -云南三校聯(lián)考）（1）關于分子動理論的規(guī)律，下列說法正確的是（）擴散現(xiàn)象說明物質(zhì)分子在做永不停息的無規(guī)則運動壓縮氣體時氣體會表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在 斥力的緣故兩個分子距離減小時，分子間引力和斥力都在增大如果兩個系統(tǒng)分別于第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，用來表征它們所具有的“共同熱學性質(zhì)”的物理量叫做內(nèi)能兩個分子間的距離為r。時，分子勢

23、能最?。?）如圖所示，豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一不計質(zhì)量的活塞， 可在氣缸內(nèi) 作無摩擦滑動，活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體.已知活 塞截面積為100 cm2， 大氣壓強為1.0X105Pa，氣缸內(nèi)氣體溫度為 27C，試求:若保持溫度不變，在活塞上放一重物，使氣缸內(nèi)氣體的體積減 小一半，這時氣體的壓強和所加重物的重力；在加壓重物的情況下，要使氣缸內(nèi)的氣體恢復原來體積，應對 氣體加熱， 使溫度升高到多少攝氏度.解析 （1）擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運動的宏觀表現(xiàn)，故A正確; 壓縮氣體時 氣體會表現(xiàn)出抗拒壓縮的力是由于氣體壓強的原因，故 B錯誤；兩個分子距離減小時，分子間引力和斥力都增大，故C正確; 處于熱平

24、衡表明沒有熱量 交換，而沒有熱量交換意味著兩者的溫度 是一樣的，但總的內(nèi)能不一定一樣，故D錯誤；當分子間rr時， 分子勢能隨分子間的距離增大而增大，當分 子間rVr。時，隨距 離減小而增大，當r=r0時，分子勢能最小，故E正確.（2）若保持溫度不變，在活塞上放一重物，使氣缸內(nèi)氣體的體積減小一半，根據(jù)理想氣體的等溫變化有Pivi=p2v2其中 p1 = 1X105 Pa=V1V=2 2解得 q = 2X105 Pa G由 P =P + Q20 S其中 S=100X104 m2=10-2m2解得所加重物的重力G=1 000 N在加壓重物的情況下，保持氣缸內(nèi)壓強不變，要使氣缸內(nèi)的氣 體恢復原來 體積

25、，應對氣體加熱，已知P3 = 2X105 Pa，V3=VT3 = T1=(273 + 27) K = 300 K一 f pV pV 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得/=牛31解得 T3 = 600 K所以 t=T273C=327C答案 (1) ACE (2)2X105 Pa 1 000 N 327 C（2014 湖北八市聯(lián)考）（1）（多選）關于一定量的理想氣體，下 列說法正確的是.氣體分子的體積是指每個氣體分子平均所占有的空間體積只要能增加氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以升在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高（2）“拔火

26、罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”， 某人設計了如圖實驗.圓柱狀汽缸（橫截面積為S）被固定在鐵架臺 上，輕質(zhì)活塞通過細線與重物m相連，將一團燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從 缸底的開關K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時（設此時缸內(nèi)溫度為 t C）密閉開關K，此時活塞下的細線剛好拉直且拉力為零，而這時 活塞距缸底為L.由于汽缸傳熱良好，重物 被吸起，最后重物穩(wěn)定 在距地面L/10處.已知環(huán)境溫度為27 C不變，mg/S與1/6大氣壓強 相當，汽缸內(nèi)的氣體可看做理想氣體，求t值.解析 （2）對汽缸內(nèi)封閉氣體，1狀態(tài):p =p10V1 = LS，Ti=(273 + t) Kmg5II 狀態(tài)：p2=pS=

27、6p9 一一V2=LS，T2 = 300 KpV由理想氣體狀態(tài)方程得卜=pV2 2T12解得t = 127 C答案(1) BDE (2) 127 C2013 陜西西工大附中測試，33 （2）如圖所示為一簡易火災報 警裝置，其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當溫度升高時， 水銀柱上升，使電路導通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲.27 C時，被封閉 的理想氣體氣柱長“為20 cm，水銀上表面與導線下端的距離匕為5 cm.（1）當溫度達到多少C時，報警器會報警？（2）如果大氣壓降低，試分析說明該報警器的報警溫度會受到怎 樣的影響？解析（1）溫度升高時，下端氣體做等壓變化：=事22300 K 20S=溢，解得

28、：T2=375 K，即 t2 = 102 C. 2（2）由玻意耳定律，同樣溫度下，大氣壓降低則下端氣柱變長，即V變大.而剛好報警時V不變，由=；可知，T變小，即報警12TV2溫度降低.答案 （1）102 C （2）降低3. （2015 中原名校豫南九校一模）（1）關于物體內(nèi)能和熱力學定律 的說法正確的是（ ）物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和就是分子的內(nèi)能第二類永動機的構(gòu)想違背了熱力學第二定律做功和熱傳遞具有相同的物理本質(zhì)物體沒有做功時，物體吸熱，物體的內(nèi)能一定增加若一定質(zhì)量的某理想氣體的內(nèi)能增加，則其溫度一定升高(2)如圖所示，一根長l = 75 cm、一端封閉的粗細均勻的玻璃 管，管內(nèi)有一

29、 段長h=25cm的水銀柱，當玻璃管開口向上豎直放 置時，管內(nèi)水銀柱封閉氣 柱的長度11 = 36 cm.已知外界大氣壓強p =75 cmHg，管內(nèi)、外氣體的溫度不 變.如果將玻璃管倒置，使開口 豎直向下，問水銀柱長度將是多少厘米？解析(1)物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和就是物體的 內(nèi)能，A項 錯誤；第二類永動機的構(gòu)想違背了熱力學第二定律，B 項正確；做功和熱傳 遞具有不同的物理本質(zhì)，C項錯誤；物體沒 有做功，即W=0,物體吸熱，Q 0，由熱力學第一定律得知，物 體的內(nèi)能一定增加，D項正確；一定質(zhì)量的 理想氣體的內(nèi)能只與溫 度有關，E項正確.(2)若水銀沒有流出管外，管倒置后管內(nèi)空氣柱的

30、長度為xo，管 的橫截面積 為S，則倒置前、后有：p=100 cmHg，V=LS，p0010=50 cmHg， V0=X0S0由玻意耳定律得pV=p V，即100X36S=50 xS 00000解得 x0 = 72 cm因為x+h1 = 75 cm，可知有水銀從管口流出 0設管倒置后空氣柱長為x，則剩下的水銀柱的長度必為(75-x) cm，有：初態(tài)：p1=100 cmHg，V1 = 36S末態(tài)：P1=75-(75-x) cmHg=x cmHg，V1=x S由玻意耳定律得：pV=p V ，即100X36S=xx S 1111解得：x=60 cm, x=60 cm （舍去） 即水銀柱長度是：（75

31、 60） cm=15 cm.答案（1） BDE （2） 15 cm5. （2014 云南第一次檢測）如圖所示，一端開口、內(nèi)壁光滑的玻璃 管豎直放置， 管中用一段長H0 = 38 cm的水銀柱封閉一段長L1 = 20 cm的空氣，此時水銀柱上端到管口的距離為L2 = 4cm，大氣壓 強恒為P=76 cmHg，開始時封閉氣體溫度為七=27 C，取0 C為 273 K.求：（1）緩慢升高封閉氣體溫度至水銀開始從管口溢出，此時封閉氣體的溫度；（2）保持封閉氣體溫度不變，在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管至水 銀開始從管口溢出，玻璃管轉(zhuǎn)過的角度.解析 （1）設玻璃管橫截面積為S，初狀態(tài)：V1 = L1S，T1

32、= t1+273 K末狀態(tài)：V=（L+L）S，T=t+273 K21222VV據(jù)蓋一呂薩克定律有：t1=t2代入數(shù)據(jù)解得：t2 = 87 C.（2）初狀態(tài)：V = LS，P1 = P0+38 cmHg設玻璃管轉(zhuǎn)過角度e后水銀開始溢出末狀態(tài)：V =（L +L ） S，p =p +38 cos e cmHg21220據(jù)玻意爾定律有：P1V1 = p2V2解得：。解得：。=60答案(1) 87 C(2) 602013 -湖北七市聯(lián)考，33 (2)如圖，豎直平面內(nèi)有一直角形內(nèi) 徑相同的細玻璃 管，A端封閉，C端開口，AB=BC=l，且此時A、C 端等高.平衡時管內(nèi)水銀總長度為孔，玻璃管AB內(nèi)封閉有長為

33、* 的空氣柱.已知大氣壓強為l汞柱高.如果使玻璃管繞B點在豎直平面內(nèi)順時針緩慢地轉(zhuǎn)動到BC管水平，求此 時AB管內(nèi)氣體的壓強 為多少汞柱高？管內(nèi)封入的氣體可視為理想氣體且溫度不變.解析 因為BC長度為1，故順時針旋轉(zhuǎn)到BC水平時水銀未流出.設BC管水平時，管內(nèi)空氣柱長為x，管的橫截面積為S，對管內(nèi)氣體，玻璃管轉(zhuǎn)動前：P1 = 10 cmHg， V=a . S玻璃管轉(zhuǎn)動后：由 p+(p P)=P，得 p =x cmHg， V =x S對A中密閉氣體，由玻意耳定律得I。. A S=x .x.S聯(lián)立解得x=*1艮： P2 = *l0 cmHg答案手l0 cmHg）如圖所示，導熱的汽缸固定在水平地面上

34、，用活塞把一定質(zhì)量的理 想氣 體封閉在汽缸中，汽缸的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)用水平外力F作用于活 塞桿，使活塞緩慢地向右移動，由狀態(tài)變化到狀態(tài)，在此過程 中，如果環(huán)境溫度保持不 變，下列說法正確的是（）（填入正確選項前的字母）A.氣體分子平均動能不變氣體內(nèi)能減少氣體吸收熱量氣體內(nèi)能不變，卻對外做功，此過程違反熱力學第一定律，不 可能實現(xiàn)氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，但此過程不違反熱力學第二定律（2）如圖所示，兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細不同，粗管橫截 面積是細管 的2倍.管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口距離均為 12 cm，大氣壓強為p。=75 cmHg.現(xiàn)將粗管管口封閉，然后將細管 管口用一活塞封閉并使活塞緩慢 推入管中，直至兩管中水銀面