- 气体
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如图12-1-6所示,在光滑水平面上放一个质量为M、内外壁都光滑的气缸,活塞质量为m,横截面积为S,外界气压为p.现对活塞施以水平恒力F,当活塞与气缸无相对滑动时,气缸内气体压强为多大?
图12-1-6
正确答案
p+
设缸内气体压强为p气,对活塞应用牛顿第二定律pS+F-p气·S="ma " ①
对整体:F=(M+m)a ②
由①②得p气=p+.
如图12-1-5所示,U形管竖直静止放置,左端封闭,右端开口向上,用水银封闭一部分气体A,左侧水银面比右侧水银面高h,已知外界大气压为p0,水银密度为ρ,求被封气体A的压强.
图12-1-5
正确答案
p0-ρgh
对高为h的水银柱受力分析得FB=mg+pAS ①
又m=ρSh,FB=pB·S=p0S,代入①得p0S=ρShg+pAS,pA=p0-ρgh.
关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是( )
正确答案
BC
具有某一速率的分子数目并不是相等的,呈“中间多,两头少”的统计分布规律.选项A错误.由于分子之间频繁地碰撞,分子随时都会改变自己运动速度的大小和方向,因此在某一时刻一个分子速度的大小和方向完全是偶然的,选项B正确.
虽然每个分子的速度瞬息万变,但是大量分子的整体存在着统计规律.由于分子数目巨大,某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,选项C正确.某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变的,只是分子运动的平均速率相同.选项D是错误的.
如图,T型气缸内有一T形活塞,将气缸分为A、B两部分,且两部分中都封闭有气体,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动,其左端面积为右端面积的3倍,气缸C孔与大气相通.当大气压强为1atm、A中气体压强为0.9atm时,活塞保持静止不动,则此时B中气体压强为 ___________atm
正确答案
0.7atm
略
两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通,如图所示,A、B中所装气体温度分别为100C和200C,水银柱在管中央平衡,如果两边温度都升高100C,则水银将________移动(填“向左”或“向右”或“不”)
正确答案
向右移动
略
如图8.1—3,试求甲、乙、丙中各封闭气体的压强p1、p2、p3、p4。(已知大气压为p0,液体的密度为ρ,其他已知条件标于图上,且均处于静止状态)
正确答案
p0-ρgh,p0+ρgh,p0-ρg(h1-h2)
由于各液体都处于平衡状态,对于密闭气体的压强,可用平衡条件进行求解。这类题常以封闭气体的液柱或固体为研究对象。图甲以液柱为对象,液柱受3个力,即液柱受重力mg,上液面受到密闭气体向下的压力p1S,下液面受到大气向上的压力p0S,其中S是液柱截面积,m是液柱的质量(m=ρhS)。
由平衡条件得 p0S=p1S+mg=p1S+ρhSg
则p1=p0-ρgh
也可以这样求密闭气体压强。以甲图中液柱的下液面为对象,因液柱静止不动,液面上下两侧的压强应相等。该液面下侧面受到大气向上的压强p0,上侧面受到向下的两个压强,一是液柱因自身重力产生的向下压强ρgh,另一是密闭气体压强p1,被液体大小不变的传到下液面上,所以下液面的上侧面受到向下的压强为p1+phg ,根据液面两侧压强相等可得
p0=p1+ρgh
即p1=p0-ρgh
同理可得乙图 p2=p0+ρgh
丙图 p3=p0+ρgh1,p4=p3-ρgh2=p0-ρg(h1-h2)
如图所示,导热汽缸固定在水平地面上,用质量为M的光滑的活塞Q封闭了一定质量热力学温度为T1的理想气体.一不可伸长的细绳绕过定滑轮,一端拴住活塞,另一端栓着质量为m的重物.已知大气压强为p0,活塞的位置离底部距离为H,活塞的截面积为S.最初整个系统处于静止状态,(滑轮质量、滑轮轴上的摩擦和空气阻力均不计).求:
(1)剪断细绳当系统再次稳定时,活塞的位置离底部的距离h;
(2)再次稳定后,对汽缸加热,使活塞再次回到最初的位置,此时气体的温度T2.
正确答案
(1)初态稳定时活塞处于平衡状态由受力平衡得:mg+p1S=p0S+Mg
得:p1=p0+
剪断再次稳定后活塞处于平衡状态由受力平衡得:p2=p0+
从第一个稳定状态到第二个稳定状态经历了等温过程由玻意耳定律:p1V1=p2V2
可得:[P0+]•(HS)=(P0+
)•(hS)
计算得:h=
(2)从第一个稳定状态到第三个稳定状态经历了等容过程由查理定律:=
且P2=p3
可得:=
计算得:T2=
答:(1)剪断细绳当系统再次稳定时,活塞的位置离底部的距离h为;
(2)再次稳定后,对汽缸加热,使活塞再次回到最初的位置,此时气体的温度为.
如图所示,一个竖直立着的轻弹簧,支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,设活塞和气缸壁之间无摩擦、不漏气且可以在气缸内自由移动.气缸壁导热性良好使气缸内气体总能和外界大气温度相同,则下述结论中正确的是( )
正确答案
AD
若外界大气压强增大,缸内气体体积将被压缩.此时弹簧秤的示数等于气缸及其内部气体的重力之和,且保持不变,故弹簧保持原长.因此气缸上底面将向下移动.若气温升高,则缸内气体的体积将膨胀.
如图所示,竖直放置的U形管在A侧用水银封有一定质量的空气,B端开口向上,其中水银面高于A侧.在温度保持不变的条件下,将B端管子上部沿图中CD虚线截去.在水银面稳定后,被封闭气体的体积将 , 压强将 .(选填“增大”、“不变”或“减小”)
正确答案
增大 减小
略
如图是某种一定量理想气体的p--t图像,图中A、B、C三点表示了这些气体的三个不同的状态,我们用VA、VB、VC表示在这三种状态下气体的体积,那么它们的大小顺序应是 .
正确答案
VC>VA=VB
略
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