高中物理理想气体的状态方程计算题

如图所示，“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上，只有竖直玻璃管FG中的顶端G开口，并与大气相通，水银面刚好与顶端G平齐。AB =" CD" = L，BD =" DE" =，FG =。管内用水银封闭有两部分理想气体，气体1长度为L，气体2长度为L/2，L = 76cm。已知大气压强P₀ = 76cmHg，环境温度始终为t₀ = 27℃，现在仅对气体1缓慢加热，直到使BD管中的水银恰好降到D点，求此时（计算结果保留三位有效数字）

① 气体2的压强P₂为多少厘米汞柱？
② 气体1的温度需加热到多少摄氏度？

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，其状态变化过程的图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为．则：

①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？ ②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

(选修模块3-3)(12分)    
某学习小组做了如下实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图。

(1)(4分)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是   ．

A．该密闭气体分子间的作用力增大

B．该密闭气体组成的系统熵增加

C．该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的

D．该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和

(2)(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N_A，则该密闭气体的分子个数为       ；
(3)(4分)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了     J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度      (填“升高”或“降低”)。

图为一注射器，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度V_m＝20ml，其活塞的横截面积为2cm²。先将注射器活塞移到刻度V₁=18ml的位置，然后用橡胶帽密封住注射器的针孔。已知环境温度t₁=27℃，大气压p₀=1.0×10⁵Pa,为使活塞移到最大刻度处,试问（活塞质量及活塞与针筒内壁间的摩擦均
忽略不计。）

（i）若把注射器浸入水中缓慢加热，水温须升至多少℃？
（ii）若沿注射器轴线用力向外缓慢拉活塞，拉力须达到多大？

如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸，活塞可以在汽缸内自由滑动．活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，此时气体的温度为27℃.若给汽缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从MN缓慢地移到M′N′.已知大气压强p₀＝1×10⁵Pa，求：

①当活塞到达M′N′后气体的温度；
②把活塞锁定在M′N′位置上，让气体的温度缓慢地变回到27℃，此时气体的压强是多少？

如图所示，一质量为m=10kg的导热气缸中有一可自由移动的活塞，活塞的面积S=20cm²，活塞通过一轻绳悬挂于天花板上，气缸内封闭一定质量的空气．当外界环境温度保持t₁=27℃不变时，活塞距气缸底部L₁=30cm．已知：大气压p₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s²．求：

①t₁=27℃时，气缸内气体的压强p₁
②当外界环境温度变为t₂=77℃且保持不变时，活塞到气缸底部的距离L₂

一气象探测气球，在充有压强为1.OOatm（即76.0cmHg），温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m³.在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热，保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求：
（1）氦气在停止加热前的体积
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积
（3）若忽略气球内分子间相互作用，停止加热后，气球内气体吸热还是放热？简要说明理由.

图甲为1mol氢气状态变化过程的V T图象，己知状态A的参量为p_A=1atm，T_A=273K，V_A=22.4×10 ³m³，取1atm=10⁵Pa，在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p V图，写出计算过程并标明A、B、C的位置。

如图所示，一定质量的理想气体，处在A状态时，温度为t_A=27°C，气体从状态A等容变化到状态M，再等压变化到状态B，A、M、B的状态参量如图所示。求：①状态B的温度；②从A到B气体对外所做的功。（取1atm=1.0´10⁵Pa）

如图所示，一竖直放置的、长为L的细管下端封闭，上端与大气（视为理想气体）相通，初始时管内气体温度为。现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为l∶3。若将管内下部气体温度降至，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐（没有水银漏出）。已知，大气压强为，重力加速度为g。求水银柱的长度h和水银的密度。

如图所示，A、B气缸的长度均为60cm，截面积均为40cm²，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门。整个装置均由导热材料制成。原来阀门关闭，A内有压强P_A=2.4×10⁵Pa的氧气．B内有压强P_B=1．2×10⁵Pa的氢气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．求：

Ⅰ．活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
Ⅱ．活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热（简要说明理由）。
（假定氧气和氢气均视为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略）

汽缸长（汽缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，气缸中有横截面积为的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为、大气压为时，气柱长度。现用力缓慢拉动活塞，已知拉力最大值为。

①如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出？
②保持拉力最大值不变，将活塞从汽缸中拉出，汽缸中气体温度至少为多少摄氏度？

一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时，活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

一个密闭的气缸内的理想气体被活塞分成体积相等的左右两室，气缸壁与活塞都是不导热的，活塞与气缸壁之间没有摩擦。开始时，左右两室中气体的温度相等，如图所示。现利用左室中的电热丝对左室中的气体加热一段时间。达到平衡后，左室气体的体积变为原来体积的1．5倍，且右室气体的温度变为300 K。求加热后左室气体的温度。（忽略气缸、活塞的热胀冷缩）

一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为3.0×10^-3 m³，测得此时气体的温度和压强分别为300 K和1.0×10⁵ Pa,加热气体缓慢推动活塞，测得气体的温度和压强分别为320 K和1.0×10⁵ Pa。
①求此时气体的体积。
②保持温度为320 K不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为8.0×10⁴ Pa，求此时气体的体积。