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文檔簡介
3-3大題訓練
學校:姓名:班級:考號:
一、解答題
1.如圖所示,下端開口的細玻璃管豎直放置,下端插在水銀槽中,玻璃管中間有一段長度
為4=15cm的水銀柱,玻璃管內(nèi)上端空氣柱長度為a=20cm,下端空氣柱長度為
4=20cm,當環(huán)境溫度是乙=27℃,槽內(nèi)水銀在玻璃管內(nèi)外液面相平。已知大氣壓強
p°=75cmHg,保持玻璃管不動,升高環(huán)境溫度,當玻璃管內(nèi)外水銀面的高度差是4=5cm
時.,求此時的環(huán)境溫度是多少攝氏度?!究諝饪梢钥闯衫硐霘怏w,忽略水銀槽內(nèi)液面高度的
變化,熱力學溫度T=Q+273)K,計算結(jié)果保留到整數(shù)】
2.如圖所示,橫截面積S=0.01m2的薄壁汽缸開口向上豎直放置,〃、匕為固定在汽缸內(nèi)壁
的卡口,“、b之間的距離〃=0.03m,6到汽缸底部的距離H=0.45m,質(zhì)量機=10kg的水平
活塞與汽缸內(nèi)壁接觸良好,只能在八6之間移動。剛開始時缸內(nèi)理想氣體的壓強為大氣壓
強po=lxl()5pa,熱力學溫度7^300K,活塞停在〃處。取重力加連度大小g=10m/s2,活塞
厚度、卡口的體積均可忽略,汽缸、活塞的導熱性能均良好,不計活塞與汽缸之間的摩
擦。若緩慢升高缸內(nèi)氣體的溫度,外界大氣壓強恒定,求:
(i)當活塞剛要離開卡口6時,缸內(nèi)氣體的熱力學溫度乃;
(ii)當缸內(nèi)氣體的熱力學溫度乃=400K時,缸內(nèi)氣體的壓強p。
3.某充氣式座椅簡化模型如圖所示,質(zhì)量相等且導熱良好的兩個汽缸C、D通過活塞分別
封閉質(zhì)量相等的兩部分同種氣體A、B,活塞通過輕彈簧相連,靜置在水平面上,已知汽
缸的質(zhì)量為M(汽缸壁的厚度不計),輕彈簧的勁度系數(shù)為鼠原長為L。,大氣壓強為po,
重力加速度大小為g,初始時環(huán)境溫度為被封閉氣體高度均為L,活塞的橫截面積為
S、質(zhì)量和厚度不計,彈簧形變始終在彈性限度內(nèi),活塞始終未脫離汽缸。
(1)求初始時B氣體的壓強;
(2)若環(huán)境溫度緩慢升至1.27°,求穩(wěn)定后氣缸C底部離水平面的高度限
c
Q
-
6-
D
77777777777777777777
4.如圖所示,粗細均勻的薄壁U形玻璃管豎直放置,導熱良好,左管上端封閉,封口處
有段水銀柱1,右管上端開口且足夠長,另有兩段水銀柱2、3封閉了4、8兩部分理想氣
體,外界大氣壓強恒為po=75cmHg,環(huán)境溫度7>288K。開始時,三段水銀柱長均為
/zo=lOcm,A氣柱長為〃=20cm,B氣柱長為Ls=10cm,氣柱A和水銀柱2各有一半長
度在水平部分,現(xiàn)緩慢升高環(huán)境溫度,使水銀柱2在水平管中的水銀剛好全部壓入豎直管
中。求:
(1)環(huán)境溫度升高后氣體的溫度;
(2)環(huán)境溫度升高過程中,水銀柱3上升的高度(保留1位小數(shù))。
5.如圖甲所示,一橫截面積S=10cm2的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),不計活
塞與氣缸間的摩擦。如圖乙所示是氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8的圖象。已知AB的反
向延長線通過坐標原點O,氣體在4狀態(tài)的壓強為P=L5xl()5pa,在從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8
的過程中,氣體吸收的熱量。=7.0xl()2j,大氣壓強尸o=l.Oxl()5pa,重力加速度g=10m/s2。
求活塞的質(zhì)量m與此過程中氣體內(nèi)能的增量
6.如圖,汽缸內(nèi)A、B兩部分理想氣體由豎直放置、橫截面積為S的絕熱活塞隔開,活塞
與汽缸光滑接觸且不漏氣。初始時兩側(cè)氣體的溫度相同,壓強均為p,體積之比為
V?-l:3。現(xiàn)將汽缸從如圖位置緩慢轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動過程中A、B氣體的溫度均不變,直到活塞
處于水平位置,A在上,B在下,此時A、B氣體的體積相同。之后保持A的溫度不變,
加熱B使其溫度緩慢升高,穩(wěn)定后A、B氣體的體積之比仍為1:3。已知重力加速度大小
為g。求:
(1)活塞的質(zhì)量;
(2)B氣體加熱后與初始時的熱力學溫度之比。
活塞
7.如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在氣缸中,活塞的質(zhì)量為相,橫截面積為S,
與氣缸底部相距L氣缸和活塞均光滑且絕熱性能良好。封閉氣體的溫度為7b,大氣壓強
為P。,重力加速度為g,水銀的密度為夕?,F(xiàn)通過電熱絲加熱氣體,一段時間后停止加
熱,活塞緩慢向上移動距離L后靜止。求:
(1)封閉氣體最終的溫度;
(2)在活塞上表面緩慢注人水銀,恰使活塞回到初始位置,此時水銀柱的高度為/?,封閉
氣體的溫度為多高。
8.如圖,粗細均勻?qū)崃己玫腢型管,兩側(cè)高度、底邊長度均為〃,左管上端封閉,右
管上端開口,內(nèi)封一定質(zhì)量的理想氣體。右管中有高3的水銀柱,水銀柱在右側(cè)管中
央。不考慮U型管彎部對體積的影響。環(huán)境溫度為7b,大氣壓強3,水銀密度為“重力
(1)當環(huán)境溫度升高,右側(cè)水銀柱緩慢到達右側(cè)管口,求此時的溫度「;
(2)當環(huán)境溫度降低,當右側(cè)水銀柱緩慢恰好全部進入U型管底部,求此時的溫度Tz
9.某設備中控制物體升降部分裝置原理如圖所示,開口向上的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想
氣體,活塞質(zhì)量為機=lkg,橫截面積為S=5cm2,可沿氣缸無摩擦的滑動,繞過光滑定滑輪
的輕繩一端活塞相連,另一端與放在地面上質(zhì)量為M的物塊相連。開始時,輕繩處于伸直
狀態(tài)但無彈力,活塞離氣缸內(nèi)底的距離為狂9cm,缸內(nèi)氣體的溫度為。=300K。當汽缸內(nèi)
氣體溫度下降為T2=225K時,物塊對地面的壓力剛好為零。氣缸的質(zhì)量大于物塊的質(zhì)量,
外界大氣壓為p^l.0xl05pa,重力加速度g取10m/s2,環(huán)境溫保持不變。求:
(1)物塊的質(zhì)量
(2)要使物塊緩慢上升3cm,需要將缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降為多少K。
10.如圖所示,在光滑的豎直圓筒中,上下兩部分的直徑分別為d/=4R,"2=2七上下兩活
塞用一根輕桿連接,活塞與圓筒間沒有摩擦且不漏氣,輕桿的長度為L起始時桿的中點
恰好在上下圓筒的交接處,此時兩活塞間封閉一定質(zhì)量的氣體,外界大氣壓強p。,溫度為
To,上下圓筒的交接處有卡子使小活塞不能進入大圓筒內(nèi),兩活塞的總質(zhì)量為M,取重力
加速度為g,求:
(1)如果圓筒和活塞都是絕熱的,通過溫度變化使小活塞移動到與卡子接觸但無壓力時,
氣體的溫度升高了多少?
(2)在小活塞上升到卡子處之后,在大活塞上面緩慢加放沙子,當大活塞恰好下降圓筒交
接處且對交接處無壓力時氣體溫度又升高了0.2T。,則此時加在大活塞上的沙子的質(zhì)量為多
少?
11.如圖,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八=20cm
的空氣柱,中間有一段長為/2=20cm的水銀柱,上部空氣柱的長度/3=30cm。已知大氣壓
強為Po=75.0cmHg。
①如果在玻璃管底部緩慢加熱,使下部的空氣柱溫度由20度變?yōu)?00度,上部空氣柱的長
度變?yōu)槎嚅L?
②如果將玻璃管緩慢順時針旋轉(zhuǎn)180度,玻璃管中的水銀不流出,溫度不變,下部空氣柱
的長度變?yōu)槎嚅L?
/3
12.一定質(zhì)量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)A,由過程43到達狀態(tài)8,后又經(jīng)過程
到達狀態(tài)C,如圖所示。設氣體在狀態(tài)4時的壓強、體積和溫度分別為P。、匕和34,在
狀態(tài)B時的體積為匕,溫度為工),在狀態(tài)C時的溫度為B、C兩點連線的反向延長線
過原點。
(1)求氣體在狀態(tài)B時的壓強PB,在狀態(tài)C時氣體的體積七;
(2)氣體從狀態(tài)4經(jīng)狀態(tài)B,再到狀態(tài)C,全過程氣體是吸熱還是放熱,并求出吸放熱的
oTo37。
13.如圖所示,倒懸的導熱氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,輕質(zhì)活塞可無摩擦上下移
動,活塞的下面吊著一個重力為100N的物體,活塞的橫截面積為1.0x102m"大氣壓強恒
為幾=l.()xl()5pa,初始時環(huán)境的溫度為3OOK,活塞到氣缸底面的距離為20.0cm,因環(huán)
境溫度逐漸降低,導致活塞緩慢上升了1.0cm,氣缸中的氣體放出的熱量為10J,求:
(1)最終的環(huán)境溫度;
(2)氣缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的變化量
14.如圖所示,一端封閉、一端開口且粗細均勻的直角細玻璃管,在直角處用一段水銀柱
封閉了一定質(zhì)量的空氣(視為理想氣體),開始時,封閉端處于豎直狀態(tài),水銀柱的豎直部
分與水平部分長度均為10cm。封閉端空氣柱的長度。=20cm,開口端空氣柱的長度
右=12cm?,F(xiàn)在開口端用一厚度不計的活塞封閉住空氣,并緩慢推動活塞壓縮空氣,使水
平部分的水銀恰好全部進入豎直部分,該過程中空氣溫度保持不變。已知大氣壓強恒為
p()=75cmHg。求:
(1)水銀恰好全部進入豎直管時,玻璃管下端封閉氣體的壓強;
(2)整個過程中活塞移動的距離。
15.如圖所示,固定在水平地面上有一圓柱形汽缸,質(zhì)量為,"=2.0kg、橫截面積為
S=1.0xl0-3m2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁的摩擦不計開始時活塞距
汽缸底的距離Z=lm,此時溫度7]=300K,給汽缸緩慢加熱至心,活塞上升到距離汽缸
底色=1.2m處,同時缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加260J,己知外界大氣壓強=1.0*10'Pa,取
g=10m/s2o求:
①缸內(nèi)氣體加熱后的溫度T2;
②此過程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q。
16.如圖所示,某同學用打氣筒給自行車輪胎打氣。已知圓柱形打氣筒內(nèi)部空間的高度為
H,內(nèi)部橫截面積為S,厚度不計的活塞上提時外界大氣可從活塞四周進入,活塞下壓時不
漏氣,當筒內(nèi)氣體壓強大于輪胎內(nèi)氣體壓強時,輪胎氣門(單向閥門K)便打開,即可將
打氣筒內(nèi)氣體推入輪胎中,若輪胎的容積匕=io”s,打氣前打氣筒中氣體的初始壓強均為
Po,輪胎內(nèi)初始氣體的壓強為L6p。,該同學能夠給活塞施加的最大作用力尸=3p0S,打
氣過程中氣體溫度不變,忽略活塞與筒壁間的摩擦力,每次活塞均提到最高處,求:
(i)第一次打氣時活塞下移多大距離時,閥門K打開;
(ii)至少打幾次可以使輪胎內(nèi)氣體的壓強增加到2p。,以及用該打氣筒給輪胎打氣,輪胎
內(nèi)氣體能達到的最大壓強。
H
上-LU輪胎氣門
17.氣站的氫氣儲氣鋼瓶體積為5L,在27。(2的恒溫環(huán)境下,儲氣鋼瓶上的氣壓計的示數(shù)
為5atm。由于閥門老化稍微有些漏氣,一段時間后氣壓計的示數(shù)為4atm。求在此時間段
內(nèi),儲氣鋼瓶漏去的氫氣在壓強為latm、27。(2的恒溫環(huán)境下的體積是多少。
18.如圖所示,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,在狀態(tài)C時壓強為2.5xlO'Pa,經(jīng)歷
CfAfB—C的過程,整個過程中向外界放出52.5J熱量。求:該氣體在Af8fC過
程中對外界所做的功。
FZIOW
19.如圖所示,粗細均勻的導熱玻璃管長L=140cm,左端封閉、右端開口,水平靜止放置
時.,用長/z=20cm的水銀柱將長量=100cm的理想氣體封住。此時,環(huán)境的熱力學溫度
7;=300K,大氣壓強p0=75cmHg?,F(xiàn)在慢慢將玻璃管轉(zhuǎn)動至開口向下豎直放置。求:
(i)從玻璃管中溢出的水銀柱長度Ar;
(ii)使管內(nèi)封閉的氣柱長度回到100cm時環(huán)境的熱力學溫度心。
卜---------------L------------------X
III
1<----------Lo------------h-?j
20.如圖,長L=100cm,粗細均勻的細玻璃管一端封閉。水平放置時,長刀尸50cm的空氣
柱被水銀封住,水銀柱長力=30cm。設整個過程中溫度始終保持不變,初始溫度為300K,
大氣壓強po=75cmHgo
(1)若將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置,被水銀所封住空氣柱的長度是多少;
(2)現(xiàn)將玻璃管內(nèi)溫度降低,使玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動到開口向下的豎直位置時,水銀柱的下表
面恰好與管口平齊,且整個過程無水銀流出,求此時封閉氣體的溫度。
100cm
50cm30cm
參考答案:
1.90℃
【詳解】
初狀態(tài):下端空氣柱的壓強
P\=Po=75cmHg
上端空氣柱的壓強
Pi==60cmHg
熱力學溫度都是
7;=a+273)K=300K
末狀態(tài):下端空氣柱的壓強
P3=Po+pgh=80cmHg
上端空氣柱的壓強
0=外一PgJ=65cmHg
設中間水銀柱下降xcm,則上端空氣柱的長度變?yōu)?/p>
£1.=Ly+x=(20+x)cm
下端空氣柱的長度變?yōu)?/p>
Lv=L,+x=(25-x)cm
設玻璃管截面積為S,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可得下端空氣柱有
PiSL、_.3SL卜
T,T2
上端空氣柱有
P2sL3_P4sL?
Tt~T2
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得
T2工363K
即
t2?90℃
2.(i)T/=330K;(ii)p=1.25xlO5Pa
【詳解】
(i)設當活塞剛好離開卡口6時,缸內(nèi)氣體的壓強為0,對活塞,根據(jù)物體的平衡條件
有
plS=p0S+mg
解得
Pi=l.lxl()5Pa
根據(jù)查理定律有
ToTt
解得
Tt=330K
(ii)假設當缸內(nèi)氣體的熱力學溫度乃=400K時活塞能到達卡口a處,且活塞恰好與卡口
接觸時缸內(nèi)氣體的熱力學溫度為T3,根據(jù)蓋一呂薩克定律有
HS(H+h)S
解得
Ty=352K
故當缸內(nèi)氣體的熱力學溫度乃=400K時活塞能到達卡口。處,此后,根據(jù)查理定律有
Py,=P_
解得
p=1.25xlO5P?
3.⑴PB=Po+g;⑵力=2.4乙+(4-資)
【詳解】
(1)初始時A、B氣體壓強相等對氣缸C進行受力分析可得
PAS=p?S+Mg
得到
幺=兄+華=外
(2)環(huán)境溫度升高,AB氣體壓強均不變,氣體發(fā)生等壓變化
LS_LXS
亡而
LX=1.2L
彈簧壓縮量不變C氣缸底部上升的高度
為=24+(4-皆)
即
力=2."+(4-等)
K
4.(1)T=380K;(2)AA=8.2cm
【詳解】
(1)初始時,A氣柱長為LA,溫度為To,壓強為
3,
以=%+/
環(huán)境溫度升高后,A氣柱長為
4=4+9
壓強為
P;=Po+24
對氣柱4由氣態(tài)方程有
PALA_PAL'A
丁。T
聯(lián)立以上各式可解得
T=380K
(2)初始時,8氣柱長為溫度為7b,壓強為
PB=Po+%>
環(huán)境溫度升高過程中,氣柱B做等壓變化,則有
組上
"T
水銀柱3上升的高度為
△/?=’+4-(
解得
AT?=S.2cm
5.5kg;400J
【詳解】
狀態(tài)4時,對活塞受力分析得
PS=mg+R)S
代入數(shù)據(jù)解得
m=5kg
在從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8的過程中,發(fā)生的是等莊變化,
匕_匕
F1AT1B
則外界對氣體做功
W=-PAV=-300J
內(nèi)能的增量AU
△U=W+Q=400J
pS2
6.(1)—;(2)-o
g1
【詳解】
(1)汽缸轉(zhuǎn)到豎直位置時,設此時兩部分的體積均為匕活塞的質(zhì)量為,〃,則
pAS+mg=pBS
對A部分氣體,由玻意耳定律得
。匕=PAV
對B部分氣體,由玻意耳定律得
叫=PBV
又
V=g(K+%)
解得
pS
m=--
g
(2)設初態(tài)A、B兩部分氣體的溫度均為T,則最后狀態(tài)時4氣體的溫度仍為T,B氣體
的溫度為T',則A氣體的體積、溫度均不變,壓強仍為p,
對3氣體,有
P'B=P+蹩=2p
由查理定律得
£=A
T~T'
解得
T'=2T
所以
r2
7=T
7.(1)2小⑵魚邛巴當
【詳解】
(1)氣體上升過程為等壓變化,初態(tài)
式="
V,=SL
末態(tài)
V2=2SL
根據(jù)
匕一匕
工7;
解得
(2)當溫度為心時,封閉氣體的壓強
…。+等
加水銀后,活塞回到初始位置時,氣體壓強
凸=Popgh
體積為
V,=SL
設溫度為心,由理想氣體狀態(tài)方程
生匕P.M
T2T3
解得
T_E+Pgh)S+mg丁
3P°S+mg°
8.(1)Tt=—T0;(2)T,=電及
11902950
【詳解】
(1)當溫度緩慢升高,氣柱壓強不變,由蓋-呂薩克定律可得
33
(2H+'^H)s(24+:”)s
=
To7;
解得
(2)初始時氣體壓強為
H5
Pi=P0+Pg—=~P0
末態(tài)壓強為
P1=Po
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程為
37
”(2丹+產(chǎn)p0--Hs
ToT2
解得
T=—T
2950O
9.(1)1.5kg;(2)150K
【詳解】
(1)設開始時缸內(nèi)氣體的壓強為O,對活塞進行受力分析有
p,S=p?S+mg
當物塊對地面的壓力為零時,輕繩中拉力與物塊重力相等,有
FT=M&
設缸內(nèi)氣體的壓強為P2,對活塞進行受力分析有
p2S+Fr=p0S+mg
當物塊對地面的壓力為零時,缸內(nèi)氣體的溫度為T2=225K,氣體發(fā)生等容變化,則有
包一旦
工一行
解得
Mr(-Y)(PoS+,"g)
代入數(shù)值得
M=1,5kg
(2)當物塊上升女m的高度時,此時缸內(nèi)壓強仍為p2,活塞的高度為〃'=6cm,設此時缸
內(nèi)氣體溫度為T3,氣體發(fā)生等壓變化,有
hS_h'S
-F
解得
"=150K
h
10.(1)0.67;,;(2)3.5M+
2g
【詳解】
(1)通過溫度變化使小活塞移動到與卡子接觸但無壓力的過程中,氣體發(fā)生等壓變化,則
氣體初態(tài)體積為
V.=^(2R)2--+7rR2-=-7TR2L
222
溫度為
Tt=Ta
末態(tài)體積為
22
V2=jr<2R)L=4RL
溫度為
T2=TQ+\T
根據(jù)蓋呂薩克定律有
,匕
解得
AT=0.67;)
(2)在小活塞上升到卡子處之后,在大活塞上面緩慢加放沙子,直到大活塞恰好下降圓筒
交接處且對交接處無壓力的過程中,以活塞整體為研究對象,根據(jù)受力平衡有
2「2
Mg+pa-萬(2R)2+TTR=p萬(2R>+Po-TTR
解得氣體初態(tài)壓強為
…+4
1°3一
初態(tài)體積為
V',=^-(2/?)2L=4^/?2L
溫度為
T\=7;,+AT=1.67;,
設末態(tài)時加在大活塞上的沙子的質(zhì)量為m,根據(jù)受力平衡有
2
(M+w)g+p0-%(2R>+p2-TTR"=p2■萬(2R)+pQ-TTR'
解得氣體末態(tài)壓強為
CM+in)g
P=Po+
23^R2
末態(tài)體積為
2
V'2=7rRL=7TR-L
溫度為
T'2=T\+O.2To=l.STo
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
py\py\
T\T,2
解得
一一21兀PQR?
機=3.5M+——"一
2g
11.24.5cm,34.5cm
【詳解】
①設水銀柱的底面積為S,由題意可得
T}=293K
7;=373K
由等壓變化可知
在塵
解得
/i=25.5cm
故上部空氣柱長度為
/;=24.5cm
②由題意可知
p]=95cmHg
p2—55cmHg
則有
p/s=pj;s
解得
/,=34.5cm
12.(1)PB=gp(),%=3匕2
;(2)吸熱,Q=§P。/
【詳解】
(1)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,發(fā)生的是等容變化,可得
P±=PB.
TATB
解得
1
PB=MPO
由于8、C兩點連線的反向延長線過原點,可知氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C,發(fā)生的是等壓變
化,可得
匕=匕
TcT?
解得
%=3匕
(2)氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)8,再到狀態(tài)C,全過程氣體的溫度不變,故內(nèi)能不變,氣體從
狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B,體積不變,做功為0,氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C,等壓膨脹,氣體對外做
的功為
W=~Pox(Vc-VB)
由熱力學第一定律可得
△U=Q+W
聯(lián)立解得
Q=;P0X2%
故氣體吸收熱量,吸收的熱量為
Q=|PM
13.(1)285K;(2)減少了1J
【詳解】
(1)活塞緩慢上升的過程中,封閉氣體做等壓變化,已知乂=45,%=4S,7;=3OOK,由
蓋一呂薩克定律得
匕=匕
工(
解得
T2=285K
(2)由于活塞緩慢移動,有
pQS=pS+mg
外界對氣體做功為
W=pS\h
即可得
W=p()SAh-mgAh
而由熱力學第一定律AU=Q+W,放熱。=-10J,解得
△U=-1J
即內(nèi)能減少了1J。
14.(1)170cmHg;(2)16cm
【分析】
【詳解】
(1)分析下端封閉空氣,空氣做等溫變化,則有
P\L、S=p[\S
其中
Pi=P。+以=85cmHg
L、=L]-h=10cm
解得
Pi=170cmHg
(2)分析水平部分封閉空氣,空氣做等溫變化,則有
p2L2S=P24S
其中
〃2=〃0
=〃;一〃2力=15()cmHg
解得
L=6cm
所以活塞移動的距離
x=h+L-,-L,=16cm
15.①(=360K;②Q=284J
【分析】
【詳解】
①對汽缸內(nèi)氣體,由蓋一呂薩克定律可得
Sh\_Sh
TF
可得缸內(nèi)氣體加熱后的溫度
7;=360K
②汽缸緩慢加熱,汽缸內(nèi)的壓強恒為
0=%+里=1.2*10泅
s
氣體膨脹對外做功為
W=pS(〃2_4)
由熱力學第一定律
△U=Q+W
可得缸內(nèi)氣體吸收的熱量為
Q=284J
3
16.(i)h=—H;(ii)pm=4p0
o
【分析】
【詳解】
(i)設打氣筒內(nèi)的氣體壓強增加到16幾時活塞下壓的距離為h
根據(jù)玻意耳定律得
解得
h=-H
8
(ii)設至少打氣〃次后輪胎內(nèi)氣體的壓強為2p。
根據(jù)玻意耳定律得
npnHS+1.6poxlQHS=2p()xlOHS
解得
n=4
當在活塞上施加最大壓力時,輪胎內(nèi)氣體的壓強最大
根據(jù)平衡條件得
PoS+F=pmS
解得
P,"=4p°
17.5L
【分析】
【詳解】
設漏去的氫氣在降壓到4atm后的體枳為以鋼瓶內(nèi)全部氫氣為研究對象,設想漏去的
氫氣盛于一個無形的容器內(nèi),其壓強和鋼瓶中剩余部分相同。初狀態(tài)壓強為。=5atm、體
積為丫
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