题目
题型:湖北省模拟题难度:来源:
如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部都由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h。(已知m1=3m,m2=2m)
(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0)。
(2)在达到上一问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到T,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?气体是吸收还是放出了热量?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部)。
答案
由此得:
在两个活塞上各加一质量为m的物块后,右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中
在初态,气体的压强为,体积为;在末态,气体压强为,体积为(x为左活塞的高度)
由玻意耳-马略特定律得:
解得:,即两活塞的高度差为
(2)当温度由T0上升至T时,气体的压强始终为,设x"是温度达到T时左活塞的高度,由盖·吕萨克定律得:
活塞对气体做的功为:
在此过程中气体吸收热量
核心考点
试题【【选修3-3选做题】如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部都由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与气缸无摩擦。】;主要考察你对气体实验定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,竖直放置的圆筒形注射器,活塞上端接有气压表,能够方便测出所封闭理想气体的压强.开始时,活塞处于静止状态,此时气体体积为30cm3,气压表读数为1.l×105Pa.若用力向下推动活塞,使活塞缓慢向下移动一段距离,稳定后气压表读数为2.2×105Pa.不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变
(1)简要说明活塞移动过程中,被封闭气体的吸放热情况;
(2)求活塞稳定后气体的体积.
图示水平放置的A、B气缸的长度和截面积均为20 cm和10 cm2,C是可在气缸内无摩擦滑动的、厚度不计的活塞,D为阀门,整个装置均由导热材料制成.开始阀门关闭,A内有压强为pA=2.0×105 Pa 的氮气,B内有压强为pB=1.2×105 Pa的氧气;阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡,试求活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强.
喷雾器内有10L水,上部封闭有l atm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
天然气(主要成分是CH4)泄漏到不通风的厨房是很危险的.当泄漏的天然气与厨房的空气混合,使得混合后气体的压强达到1.05atm,如果此时遇到明火就会发生爆炸,设某居民家厨房的长高宽分别为4m×2m×3m,且门窗封闭,已知天然气泄漏前厨房内空气压强为1.00atm,管道内天然气的压强为4.00atm,且在发生泄漏时管道内压强保持不变,问:
(1)管道内至少有多少升天然气泄漏到该居民的厨房内,遇到明火就会发生爆炸?
(2)设天然气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05 atm时遇到了明火并发生了爆炸,爆炸时厨房的温度由27℃迅速上升至2000℃,估算此时气体压强是标准大气压的多少倍。
内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa,体积为2.0×10-3 m3的理想气体,现在活塞上缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半。求:
(1)气缸内气体的压强;
(2)若封闭气体的内能仅与温度有关,在上述过程中外界对气体做功145 J,封闭气体吸收还是放出热量?热量是多少?
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