一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T,求重新到达平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。
用密封性能良好的活塞把一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸中,汽缸的内壁光滑。现将汽缸缓慢地由水平放置(如图甲所示)变成竖直放置(如图乙所示),在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是( )
A.气体分子的平均速率不变 |
B.气体分子的平均动能变大 |
C.气缸内壁单位面积上受到气体分子撞击的平均作用力不变 |
D.气缸内气体的分子数密度变大 |
关于一定量的理想气体,下列说法正确的是 。(双选,填正确答案标号)
A.温度升高,每个气体分子的运动速度都会增加 |
B.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零 |
C.气体从外界吸收热量,其内能不一定增加 |
D.一定质量的气体在等压膨胀过程中温度一定升高 |
(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是 .(油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3,NA=6.02×1023mol-1.结果保留一位有效数)
(2)如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图,其中左侧空气柱长度L1=50cm,左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm,左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm,大气压为75 cmHg.求:
①右管内气柱的长度L2
②关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3
在图所示的气缸中封闭着温度为127℃的空气, 一质量为m1的重物用绳索经滑轮与质量为m2的缸中活塞相连接, 气缸截面积为S,大气压为P0重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,不计一切摩擦。
(1)求气缸中封闭气体的压强
(2)如果缸内空气温度缓慢下降,问
①缸中封闭气体的压强是否改变?
②缸内空气变为27℃时,重物从原处移动了多少厘米?
如图所示,一水平放置的气缸,由截面积不同的两圆筒联接而成.活塞A、B用一长为的刚性细杆连接,B与两圆筒联接处相距,它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动.A、B的截面积分别为、.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当气缸内气体温度为,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为.
(i)现使气缸内气体温度由初始的540缓慢下降,温度降为多少时活塞开始向右移动?
(ii)继续使气缸内气体温度缓慢下降,温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处?
如图,一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内,活塞距底部的高度为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/5。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,已知大气压为p0,活塞横截面积为S,重力加速度为g,求:
(1)一小盒沙子的质量;
(2)沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。
如图所示,一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成,活塞A.B间封闭有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方分别与大气相通。两活塞用长为L=30cm的不可伸长的细线相连,可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为T1=300K时,活塞A.B的平衡位置如图所示。已知活塞A.B的质量均为m=1.0kg,横截面积分别为SA=20cm2、SB=10cm2,大气压强为P0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。
(i)活塞A.B在图示位置时,求缸内封闭气体的压强;
(ii)现对缸内封闭气体缓慢加热,为使气缸不漏气,求缸内封闭气体的最高温度。
水的沸点与水面上方气压有关,气压越大水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系,设计了如图所示的锅炉水温控制装置:图中OC为一可绕O点旋转的横杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S,阀门的底面积为3cm,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物G,OA长度为60cm。对水加热时,随着水温升高,水面上方气压增大,当压强增大到一定值时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同,从而控制锅炉内水的最高温度。
(1)当锅炉内水的温度达到沸腾时,锅炉内气体的压强是多少?
(2)当大气压强为 Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为,求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少?(计算时可认为阀门上、下底面积相等)
(3)当大气压强为 Pa时,要使锅炉内水的温度达到时沸腾,应将G挂在离O点多远处?
压强(Pa) |
||||
沸点() |
100 |
110 |
120 |
130 |
如图所示,一端开口,一端封闭的玻璃管,封闭端有一定质量的气体,开口端置于水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃试管而平衡,此时管内外水银面高度差为h1,弹簧测力计示数为F1.若在水银槽中缓慢地倒入部分水银,使槽内水银面升高一些,稳定后管内外水银面高度差为h2,弹簧测力计示数为F2,则 (填选项前的字母)
A.h1= h2,F1= F2 | B.h1 > h2,F1 > F2 |
C.h1> h2,F1<F2 | D.h1< h2,F1> F2 |
一端封闭的玻璃管自重为G,横截面积为S,内装一段高为h的水银柱,封闭了一定质量的气体。现将玻璃管封闭端用弹簧测力计悬起,另一端没入水银槽中,如图所示。当玻璃管没入一定深度后,弹簧测力计的示数为G。若当时的大气压为p0,则此时管内上方气体的压强为_______,玻璃管内、外水银面的高度差△x为_______。(设玻璃管壁的厚度不计)
如图,倒置的U形管两端开口,左端插入水银槽中,右端有一段高为h的水银柱齐口封住,U形管内水银柱处于稳定状态。下列选项中正确的是
A.左管内外水银面高度差一定为h |
B.若把U形管向上提高h(不脱离水银面),则右管口的水银面也沿管壁上升h |
C.若环境温度降低,右管的水银面将沿管壁上升一段距离 |
D.若整个装置一起向下加速运动,右管内水银将沿右管口流出 |
(9分)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(=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,活塞恰好离开a、b;当温度为360K时,活塞上升了4cm..求活塞的质量和物体A的体积.
如图所示,一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸,高为H,中间有一薄活塞,用一劲度系数为k的轻弹簧吊着,活塞重为G,与汽缸紧密接触,不导热且气体是同种气体,且质量、温度、压强都相同时,活塞恰好位于汽缸的正中央,设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计,汽缸内初始压强为,温度为。求:
(1)弹簧原长
(2)如果将汽缸倒置,保持汽缸Ⅱ部分的温度不变,使汽缸Ⅰ部分升温,使得活塞在汽缸内的位置不变,则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少?
一定质量的理想气体分别在T1、T2温度下发生等温变化,相应的两条等温线如图所示,T2对应的图线上有A、B两点,表示气体的两个状态.则 .
A.温度为T1时气体分子的平均动能比T2时大
B.A到B的过程中,气体内能增加
C.A到B的过程中,气体从外界吸收热量
D.A到B的过程中,气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少