- 分子动理论:内能
- 共5581题
影响气体压强的因素包括 和 。
正确答案
温度 体积
略
如图所示的绝热容器,容器内部被一隔板分为两半,设左边充有理想气体,右边是真空,当把隔板抽出时,左边的气体向真空做自由膨胀,当达到平衡时( )
正确答案
BC
气体在真空中自由膨胀时,对外不做功,又没有从外界吸热,故内能不变,温度不变,但其体积增大为原来的2倍,故压强减小为原来的.
如图12-1-4所示,玻璃管中用h高水银柱封闭着一段气柱,求封闭气柱的压强为(设大气压强为p0,水银密度为ρ).
图12-1-4
正确答案
p0-ρghsinθ
设玻璃管截面积为S,密闭气体压强为p,对水银柱有
p0S=pS+mgsinθ=pS+ρghSsinθ
p=p0-ρghsinθ.
(10分)如图所示,一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b,只有当上部压强大于下部压强时,阀门才开启.C为一质量与摩擦均不计的活塞,开始时隔板以下封闭气体压强为1.2p0 (p0为大气压强);隔板以上由活塞c封闭的气体压强为p0,活塞C与隔板距离为L.现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F0设气体温度保持不变,已知F增大到F0时,可产生向下的压强为0.2p0,活塞与隔板厚度均可不计,(上下是相同的理想气体)求:
①当力缓慢增大到2F0时,活塞c距缸底高度是多少?
②当力缓慢增大到4F0时,缸内各部分气体压强是多少?
正确答案
P4=1.7P0
(10分)(1)对上面气体,到b开启时,P0•L=1.2P0•L1,L1= 5L/6 (2分)
对全部气体,当力为2Fo时, 1.2P0•17L/6=1.4P0•L2, (2分)
(1分)
(2)当力为4Fo时,P=1.8P0,
1.4P0•=1.8P0•L3, L3=
<2 L, (2分)
全部气体都在隔板a之下,最后气体高度应为L4=2L,设压强为P4
则:1.4P0•=P4•L4, (2分)
P4=1.7P0 (1分)
(10分)一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,如图所示.最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上,气体柱的高度为H0,温度为T0,压强等于外界的大气压强p0。现对气体缓慢加热,当气体温度升高了△T时,活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升.继续加热直到气柱高度为H1 = 1.5H0.不计活塞与气缸之间的摩擦。求:
(1)活塞刚离开卡环时气体的压强p1;
(2)气柱高度为H1时的温度T1。
正确答案
(1)p1=
(2)
(1)活塞刚离开卡环时温度为T0 + △T,则在等容升温过程
① (4分)
得 p1= ② (1分)
(2)设气缸的横截面积为S,从H0上升到H1的过程是等压升温过程
③ (4分)
④ (1分)
一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示,气体在状态A时的压强P0=1.0×105 Pa,线段AB与V轴平行。
(1)求状态B时的压强为多大?
(2)气体从状态A变化到状态B过程中,对外界做的功为10 J,求该过程中气体吸收的热量为多少?
正确答案
(1)0.5×105 Pa;(2)10 J
试题分析:(1)从AB 发生了等温变化,根据玻意耳定律有:
(2分) 解得:
Pa (2分)
从AB的过程中,温度不变,因此内能的增量:
(1分)
由热力学第一定律: (2分)
解得: (2分)
汽缸活塞和连杆的质量为m,缸体的质量为M,活塞横截面积为s。当汽缸静止在水平地面上时,汽缸中封闭气体的高度为l1,现用力提连杆使整个汽缸离开地面而保持静止,此时汽缸中封闭气体的高度为l2。求l1与l2的比值。(大气压强为p0,活塞与汽缸间摩擦不计)
正确答案
提起活塞连杆过程中,汽缸内气体压强与体积发生了变化,此过程中可以认为气体温度保持不变。
当汽缸静止在水平地面上时,气体的压强为p1,根据活塞的平衡有:
,得:
,此时气体的体积v1=l1s
当汽缸被提起并静止后,气体压强为p2,根据汽缸体的平衡有:
,得:
,此时气体的体积v2=l2s
根据玻意耳定律:
即:
解得:
关于大气压强下列说法中正确的是:( )
正确答案
AD
大气压强与封闭容器内气体的压强不同,是由于大气的重力产生的,所以大气压随着高度的增加而减小,答案A、D正确,B、C错误。
关于饱和汽,正确的说法是( )
正确答案
ACD
在饱和状态下,液化和汽化达到动态平衡,即达到稳定状态,所以AC正确;液体的饱和汽压与其温度有关,即温度升高饱和汽压增大,所以D正确;饱和汽压是指液体蒸汽的分气压,与其他气体的压强无关,所以B错误。
(10分)如图所示,一个左右都与大气相通的固定直圆筒水平放置,内部横截面积为S=0.01m2。中间用两个活塞A和B封住一定质量的理想气体。A、B都可以沿圆筒无摩擦地左右滑动,但不漏气。活塞B与一个劲度系数为5×103N/m的弹簧相连.已知大气压强p0=l×105Pa,平衡时,两个活塞间的距离L0=0.6m。现在保持温度不变,用水平外力使活塞A向右缓慢移动0.14m,(活塞B并未到达圆筒右端开口处)求:
(1)水平外力F的大小?
(2)活塞B向右移动的距离?
正确答案
(1)F=200N
(2)活塞B向右移动距离XB=4cm
略
如图所示,光滑水平地面上放有一质量为m的导热气缸,用活塞封闭了一部分气体。活塞质量为m/2,截面积为S,可无摩擦滑动,气缸静止时与缸底距离为L0。现用水平恒力F向右推气缸,最后气缸与活塞达到相对静止状态。已知大气压强为P0。求
(1)稳定时封闭气体的压强;
(2)稳定时活塞与缸底部的距离?
正确答案
解:(1)对整体,F=(m+m/2)a ①
对活塞,(P-P0)S=ma/2 ②
联①②可得P=P0+F/3S
(2)气体温度不变,P0L0=PL
所以L=L0
(选修3-3选做题)
如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,容积为V活塞(连同手柄)的质量不计,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为P0,平衡时汽缸内气体体积为。现用手握住活塞手柄缓慢向上提,直至缸口,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,求此时地面对汽缸的支持力。
正确答案
解:封闭气体的初状态,压强为1=0,体积为1=/2
活塞至缸口时,气体的体积2=,设压强为2
由玻意耳定律11=22解得:2= 0/2
设活塞受到的拉力为:2+=0
设汽缸受到的支持力为N:N=- 0/2
测得室温20℃时,空气的绝对湿度P=0 .779kPa,求此时空气的相对湿度是多少?
正确答案
33.9%
当温度为20℃时,水蒸气的饱和汽压为2.3×103Pa,空气的绝对湿度就是空气中所含水蒸气的压强,根据相对湿度的定义可知,此时空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压之比,即等于0 .779/2.3=33.9%。
如图,一质量不计,可上下自由移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体。筒的侧璧为绝缘体,上底N、下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积S=2cm2在电键K断开时,两室中气体压强均为p0= 240Pa,ND 间距l1=1μm,DM间距l2=3μm。将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞D发生移动,稳定后,ND间距l1ˊ=3μm,DM间距l2ˊ=1μm,活塞D所带电量的绝对值q=SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量
=8.85×10-12C2/N·m2)求:
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
(2)活塞受到的电场力大小F;
(3)M所带电荷产生的场强大小EM和电源电压U;
(4)使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。
正确答案
解:(1)电键未合上时两室中气体压强为P0,设电键合上后,两室中气体压强分别为p1、p2,
由玻意耳定律
P0l1S=p1l1'S,
P0l2S=p2l2'S,p2=3p0=3×240=720Pa
(2)活塞受到的气体压强差为△P=P2-P1=720-80=640Pa
活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡,电场力F=△pS=640×2×10-4=1.28×10-1N
(3)活塞受到的电场力大小F=qEM
其中活塞所带电量q=SE,E由D、M所带等量异号电荷共同产生,
根据电场叠加原理,M产生的场强大小
所以F=qEM=2SEM2
6×106V/m
E=2EM=1.2×107V/m
U=El2'=1.2×107×1×10-6=12v
(4)当滑片P由B向A滑动时,DM间场强减小,DN间场强变大,活塞受到向下的电场力减小,电场力与气体压力间的平衡被破坏,活塞向上运动。
【选修3-3选做题】
如图所示,一圆筒形汽缸静止于水平地面上,汽缸的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为P0,平衡时汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提,设汽缸足够长,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦,求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。
正确答案
解:封闭气体的初状态:体积为V,压强为
设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为x,封闭气体压强为P2,则封闭气体末状态体积为V'=V+xS
对气缸,有p2S+Mg=p0S
解得
根据玻意耳定律P1V=P2V'
解得
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