).(如图所示,一个绝热的气缸竖直放置,内有一个绝热且光滑的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,隔板将气缸分成两部分,分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m,横截面积为S,与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当A气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温度为T1。已知大气压强为P0,重力加速度为g。
①加热过程中,若A气体内能增加了1,求B气体内能增加量
2
②现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2。求此时添加砂粒的总质量。
如图所示为内径均勻的U形管,其内部盛有水银,右端封闭空气柱长12cm,左 端被一重力不计的轻质活塞封闭一段长10cm的空气柱。当环境温度t1=27℃时,两 侧水银面的高度差为2cm。当环境温度变为t2时,两侧水银面的高度相等。已知大气压强p0= 75cmHg,求:
①温度t2的数值;
②左端活塞移动的距离。
如图所示,圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体,已知容器横截面积为S,活塞重为G,大气压强为p0。若活塞固定,封闭气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q1;若活塞不固定,仍使封闭气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q2。不计一切摩擦,在活塞可自由移动时,封闭气体温度升高1℃,活塞上升的高度h应为多少?
如图所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体,轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同,均为大气压。汽缸内气体的温度
,轻绳处在伸直状态。不计摩擦。缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:
①重物刚离地时气缸内的温度;
②气体体积减半时的温度;
③在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程。并标注相关点的坐标值。
如图所示,在一个圆柱玻璃瓶中插入一根两端开口的玻璃管,接口处用蜡密封,圆柱玻璃瓶内有一部分水银封住密闭气体,管横截面积为S1=1 cm2、瓶的横截面积S2=6 cm2,细管内水银长度为h=4 cm,封闭气体长度为L=6 cm。大气压强为p0=76 cmHg,气体初始温度为T1=300 K,上管足够长。
①缓慢升高气体温度,求水银刚好全部进入玻璃管内时的温度T2;
②若把温度升到427℃时,水银的下表面到瓶底的距离。
如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K时,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm.g取10m/s2求:
(1)活塞的质量;
(2)物体A的体积.
如图所示,两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱,气体温度为300K时,空气柱在U形管的左侧。
(i)若保持气体的温度不变,从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱,管内的空气柱长为多少?
(ii)为了使空气柱的长度恢复到15cm,且回到原位置,可以向U形管内再注入一些水银,并改变气体的温度,应从哪一侧注入长度为多少的水银柱?气体的温度变为多少?
(大气压强P0=75cmHg,图中标注的长度单位均为cm)
一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图甲、乙所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:
(1)温度为600 K时气体的压强.
(2)在p-T图象上将温度从400 K升 高到600 K的变化过程补充完整.
如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:
(a)缸内气体的压强p1;
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?
[物理--选修3-3]
(1)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是________(最多选3个)。
A. |
气体自发扩散前后内能相同 |
B. |
气体在被压缩的过程中内能增大 |
C. |
在自发扩散过程中,气体对外界做功 |
D. |
气体在被压缩的过程中,外界对气体做功 |
E. |
气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变 |
(2)一热气球体积为 ,内部充有温度为 的热空气,气球外冷空气的温度为 。已知空气在1个大气压、温度 时的密度为 ,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为 。
(i)求该热气球所受浮力的大小;
(ii)求该热气球内空气所受的重力;
(iii)设充气前热气球的质量为 ,求充气后它还能托起的最大质量。
(1)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T 1、T 2、T 3。用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N 1________N 2, T 1________T 3, T 3, N 2________N 3。(填"大于""小于"或"等于")
(2)如图,一容器由横截面积分别为2 S和 S的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为 p 0和 V 0 , 氢气的体积为2 V 0 , 空气的压强为 p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:
(i)抽气前氢气的压强;
(ii)抽气后氢气的压强和体积。
中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为 ,最终降到 ,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的 。若换用抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 ,罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
如图所示,一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内,气柱长度为h。水银柱的重力为mg=P0S/2,外界大气压强P0保持不变,S为玻璃管的横截面积,整个过程中水银不会溢出。
①若将玻璃管倒过来开口向下放置,此过程中温度不变,求气柱的长度。
②若通过升高温度的方法使气柱的长度与上一问结果相同,则气柱温度应变为原来温度的几倍。
如图所示是一定质量的理想气体沿直线ABC发生状态变化的p-V图像。已知A→B过程中,理想气体内能变化量为25J,吸收的热量为50J,则该过程气体对外界做功为 J,A→C过程气体吸收热量为 J。
如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,可在气缸内无摩擦地滑动,其面积分别为S1=20cm2、S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2 kg的重物C连接,静止时气缸中气体的温度T1=600K,气缸两部分的气柱长均为L,已知大气压强p0=1×105Pa,g取10m/s2,缸内气体可看作理想气体。
①求活塞静止时气缸内气体的压强;
②若降低气缸内气体的温度,当活塞A缓慢向右移动L时,求气缸内气体的温度。