高中物理理想气体的状态方程计算题

两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示，质量均为m="10" kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度A处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p₀=1.0×10⁵ Pa左管和水平管横截面积S₁="10" cm²,右管横截面积S₂="20" cm²，水平管长为3h。现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度。（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10 m/s²)

如图所示，用不计重力的轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h₁ =" 0.50" m．给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂ =" 0.80" m处，同时缸内气体吸收Q =" 450" J的热量．已知活塞横截面积S = 5.0×10^-3 m²，大气压强p₀ = 1.0×10⁵ Pa．求：

①缸内气体对活塞所做的功W；
②此过程中缸内气体增加的内能ΔU .

一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强P₀=1.0×10⁵ Pa，线段AB与V轴平行。

（1）求状态B时的压强为多大？  
（2）气体从状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10 J，求该过程中气体吸收的热量为多少？

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）

如图所示，在一圆形管道内封闭有理想气体，用一固定活塞K和不计质量可自由移动的活塞A，将管内气体分割成体积相等的两部分。固定活塞K、可动活塞A和管道中心O处于同一水平线上。管道内气体温度都为T₀=300K，压强都为P₀=1.0×10⁵Pa。现保持管道下部分气体温度不变，只对管道上部分气体缓慢加热，当可动活塞P缓慢移动到管道最低点时（不计摩擦），求；

①下部分气体的压强；
②上部分气体的温度。

有两个体积相等的大的玻璃球形容器，用一根细玻璃管相连通，容器内封闭着温度为、压强为的理想气体．现设法使容器1的温度保持在，又使容器2的温度保持在，求经过足够长时间后容器内气体的压强．（不计容器的容积变化和细玻璃管的体积）

在一个密闭的气缸内有一定质量的理想气体，如图所示是它从状态A 变化到状态B的V-T图象，己知AB的反向延长线通过坐标原点O,气体在A点的压.强为p=1.0x10⁵ Pa,在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q=7.0x10² J,求此过程中气体内能的增量△U

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm²，厚度不计．当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m／s²，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变

①将气缸倒过来放置，若温度上升到127℃，此时气柱的长度为20cm，求大气压强．
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．

如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T₁=300K、大气压强时，活塞与气缸底部之间的距离，已知活塞面积为，不计活塞的质量和厚度，现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升当温度上升至时，求：

①封闭气体此时的压强；
②该过程中气体对外做的功；

如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为l、温度为T₁的空气柱，左右两管水银面高度差为hcm，外界大气压为h₀ cm Hg。

①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平（原右管中水银没全部进入水平部分），求在右管中注入水银柱的长度h₁(以cm为单位)；
②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度至空气柱的长度为开始时的长度l，求此时空气柱的温度T＇。

有一空的薄金属筒，高h₁="10" cm。某同学将其开口向下，自水银表面处缓慢压入水银中，如图所示。设大气和水银温度恒定，筒内空气无泄漏，大气压强P。="75" cmHg，不计气体分子间的相互作用。当金属筒被压入水银表面下h₂="0.7" m处时，求金属筒内部空气柱的高度h。

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，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。

一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的P-V图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：

①该气体在状态B、C时的温度各为多少℃；
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少.

如图所示，固定在水平地面上的圆筒气缸内有一定质量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，且不漏气．已知外界大气压强为P₀，活塞面积为S，活塞厚度不计，开始时活塞处于气缸中央位置，求：将活塞缓慢地向右移动至气缸右端口时的水平拉力F大小．