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题目
题型:不详难度:来源:
如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0,气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略).开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0
p0
3
;左活塞在气缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为
V0
4
.现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡.已知外界温度为T0,不计活塞与气缸壁间的摩擦.求:
(i)恒温热源的温度T;
(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx
答案
(i)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,
由盖吕•萨克定律得:
T
T0
=
7V0
4
5V0
4

解得T=
7
5
T0

(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大.打开K后,左活塞必须升至气缸顶才能满足力学平衡条件.
气缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程,设在活塞上方气体压强为p,由玻意耳定律得
PVx=
P0
3
V0
4

对下方气体由玻意耳定律得:(P+P0)(2V0-Vx)=p0
7V0
4


联立③④式得 6VX2-V0VX-V02=0

解得VX=
V0
2

VX=-
V0
3
不合题意,舍去.
答:(i)恒温热源的温度T=
7
5
T0
(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VX=
V0
2
核心考点
试题【如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0,气缸中各有一个绝热活塞(质量不同】;主要考察你对气体的状态方程等知识点的理解。[详细]
举一反三
某密封容器内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏伽德罗常数为NA,写出容器内气体分子数的估算表达式______,假定向内推动活塞,对气体做功4J,同时气体向外界释放了2.5J的热量,则此过程中密闭容器内气体内能变化情况是______(请填出如何变化以及变化量).
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如图所示,两端等高、粗细均匀、导热良好的U形管竖直放置,右端与大气相通,左端用水银柱封闭着长L1=40cm的气柱(可视为理想气体),左管的水银面比右管的水银面高出△h=12.5cm.现从右端管口缓慢注入水银,稳定后右管水银面与管口等高.若环境温度不变,取大气压强P0=75CmHg.求稳定后加入管中水银柱的长度.
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一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V-T关系如图所示,图中.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计,然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下,当环境温度为T0时,三个温度计的示数各不相同,如图所示,温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体(图中活塞质量忽略不计);若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21℃和24℃,则此时温度计(ⅰ)的示数为        ℃;可见用实际气体作为测温物质时,会产生误差.为减小在T1~T2范围内的测量误差,现针对T0进行修正,制成如图所示的复合气体温度计,图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分,在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ,则两种气体体积之比V∶V应为           .
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为了测试某种安全阀在外界环境为一个大气压时,所能承受的最大内部压强,某同学自行设计制作了一个简易测试装置,该装置是一个装有电加热器和温度传感器的可密闭容器.测试过程可分为如下操作步骤:
a.记录密闭容器内空气的初始温度t1;
b.当安全阀开始漏气时,记录容器内空气的温度t2;
c.用电加热器加热容器内的空气;
d.将待测安全阀安装在容器盖上;
e.盖紧装有安全阀的容器盖,将一定量空气密闭在容器内.
小题1:(1)将每一步骤前的字母按正确的操作顺序填写:        .
小题2:(2)若测得的温度分别为t1=27℃,t2=87℃,已知大气压强为1.0×105Pa,则测试结果是:这个安全阀能承受的最大内部压强是         .
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如图2-4所示,气缸内封闭一定质量的气体.不计活塞和缸壁间的摩擦,也不考虑密封气体和外界的热传递,当外界大气压变化时,以下物理量中发生改变的有
A.弹簧的弹力
B.密封气体体积
C.密封气体压强
D.密封气体内能

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