- 气体
- 共1086题
高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气.锅盖中间有一排气孔,上面可套上类似砝码的限压阀将排气孔堵住.当加热高压锅(锅内有水),锅内气体压强增加到一定程度时,气体就把限压阀顶起来,蒸汽即从排气孔排出锅外,已知某高压锅的排气孔的直径为0.4cm,大气压强为1.00×105Pa假设锅内水的沸点与锅内压强关系如图所示,要设计一个锅内最高温度达120℃的高压锅,问需要配一个质量多大的限压阀?
正确答案
0.09(kg)
T=120℃时,由图象及比例关系可得:
=
(1)
解得:P=1.72×105(pa) (2)
又因 P= P0+ (3)
∴M=0.09(kg) (4)
如图甲所示,足够长的两端开口的U形管竖直放置,管中永银将一段空气柱封闭在U形管的左边,水银柱长L1=8 cm,空气柱长L2=10cm,空气柱的下端离U形管的底端距离L3=15 cm。将U形管的右端封闭,初始温度为27℃,保持温度不变,从左端加水银后,恰好使空气柱全部进入U形的底部(图乙),此时空气 柱长度为L4=8 cm。已知当时的大气压强p0=76cmHg,求:
(1)从左管口注入水银柱的长度h;
(2)将右管口打开,通过加水银和升高气体温度的方法使空气柱回到原来位置且长度仍为10 cm。某同学认为:空气柱从底端回到原来位置,空气柱左边上升的高度就是右边需要加入的水银柱的长度,你认为他的想法是否正确,请说明理由,并求出右端加入水银柱的长度。
正确答案
解:(1)根据题意知:气体做等温变化
p1=76 cmHg+8 cmHg=84 cmHg,V1=10S cm3
p2=?,V2=8S cm3
P1V1=p2V2
84×10S=P2×8S
p2=105 cmHg
则加入水银长度h=p2-p0-L1=21 cm
(2)不正确,因为空气柱长度发生了变化。由于最初和最后空气柱的位置与长度都没有变化,从右边加入的水银柱长度等于从左边加入的水银柱长度,即h右=21 cm
如图所示,一端封闭的均匀玻璃管长=60cm,开口端竖直向上,用水银封住一定量的空气,水银柱长=19 cm,空气柱长1=20 cm,初始温度为1=27℃。(已知大气压强为76cmHg)求:
(1)初始玻璃管内封闭气体压强1。
(2)将玻璃管缓缓顺时针转90°,直至玻璃管水平时,空气柱长度2。
(3)保持玻璃管水平,对气体缓慢加热,则温度至少升高至多少摄氏度时水银全部从管中溢出。
正确答案
解:(1)1=(76+19)cmHg=95cmHg
(2)等温过程11=22
95×20=76×22=25cm
(3)等压过程2/2=3/325/300=60/33=720K
3=447°C
如图所示,为一端封闭的均匀玻璃管,有一段水银柱将管内空气与外界隔绝,管口向下竖直放置,在温度保持不变的情况下,将玻璃管倾斜,则封闭空气的压强将_________,体积将_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
正确答案
增大,减小
如图甲所示,用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m。现对气缸缓缓加热,使气缸内的空气温度从T1升高到T2,空气柱的高度增加了△L。已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为P0。求:
(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少?
(2)气缸内温度为T1时,气柱的长度为多少?
(3)请在图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)。
正确答案
解:(1)对活塞和砝码:mg+p0S=pS,得
气体对外做功W=pS△L=(p0S+mg)△L
由热力学第一定律W+Q=△U
△U=Q-(P0S+mg)△L
(2)
(3)如图
如图,上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为5×10-3m2,一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内,其压强为_____________Pa(大气压强取1.01×105Pa,g取10m/s2)。若从初温27℃开始加热气体,使活塞离气缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m,则此时气体的温度为_______℃。
正确答案
1.05×105;33
在标准状总值下,有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气,已知水的密度为,求阿伏加德罗常数为NA,水的摩尔质量为MA,在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA,求:
(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系;
(2)它们中各有多少水分子?
(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离
正确答案
(1)相等(2)(3)
(1)相等 (2分)
(2)体积为V的水,质量为M=V① 分子个数为
②
解得①、②得③③…………………………(3分)
对体积为V的水蒸气,分子个数为④…………………(3分)
(3)设相邻的两个水分子之间的平均距离为d,将水分子视为球形,每个水分子的体积为
⑤ 解③、⑤得:
⑥……………(3分)
设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离的d′,将水分子点的空间视为正方体。
⑦ 解④、⑦得
⑧…………………(3分)
(选修3-3选做题)
如图所示,可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体,A内是真空。B部分高度为L1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置,达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度不变。
正确答案
解:设开始时B中压强为p1,气缸倒置达到平衡后B中压强为p2,分析活塞受力得:
p1S=kL1+Mg
p2S+Mg=kL2其中S为气缸横截面积,M为活塞质量,k为弹簧的倔强系数,由题给条件有:
kL1=Mg
玻意耳定律:p1L1=p2L2
解得L2=2L1=0.2米
如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部封有一定质量的气体。已知气缸质量为10kg,缸壁厚度不计,活塞质量为5kg,其横截面积为50cm2,所有摩擦不计。当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力。求
(1)此时封闭气体压强?
(2)现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,缸内气体温度为多少?(已知大气压强为p0=1.0×105Pa)
正确答案
解:(1)p1=p0-mg/s
p1=105-50/(50×104)=9×104Pa
(2)末态P2=p0+Mg/s
P2=105+1000/(50×104)=1.2×105Pa
等容,
T2=400K
如图,上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为5×10-3m2,一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内,其压强为_____________Pa(大气压强取1.01×105Pa,g取10m/s2)。若从初温27℃开始加热气体,使活塞离气缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m,则此时气体的温度为_______℃。
正确答案
1.05×105;33
扫码查看完整答案与解析