- 盖—吕萨克定律(等压定律)
- 共127题
一底部开口的热气球体积V0=1.0,保持恒定不变,气球的橡皮及吊篮总质量=0.49kg,橡皮及吊篮的体积不计,气球外部空气温度t0=27℃,密度为=3.49kg/,大气压强为p0=1.013×Pa,当球内空气加热至大于温度t1时,气球能加速上升,求t1的值.(g=10m/)
正确答案
76℃
由阿基米德原理,气球所受浮力为:
当气球内空气温度达到时,气球所受浮力恰好等于橡皮及吊篮总重力g加上球内空气重力g,所以:
质量为的空气在温度t0时体积为:
因气体压强不变,由盖吕·萨克定律得:
如图7-18所示,两端封闭、粗细均匀的细玻璃管,中间用长为h的水银柱将其分为两部分,分别充有空气,现将玻璃管竖直放置,两段空气柱长度分别为L1,L2,已知L1>L2,如同时对它们均匀加热,使之升高相同的温度,判断这时水银柱可能出现的情况?
正确答案
水银柱应向上移动
假定两段空气柱的体积不变,即V1,V2不变,初始温度为T,当温度升高△T时,空气柱1的压强由p1增至p'1,△p1=p'1-p1,空气柱2的压强由p2增至p'2,△p2= p'2-p2。
由查理定律得:
因为p2=p1+h>p1,所以△p1<△p2,即水银柱应向上移动
如图所示,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),压强分别为和;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.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,不计活塞与气缸壁间的摩擦.
求:(1)恒温热源的温度T;
(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积.
正确答案
(1)(2)
试题分析:(1)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方对气体经历等压过程,由盖·吕萨克定律得
解得:
(2)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,左活塞下降至某一位置,右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,设左活塞上方气体压强为P,由玻意耳定律得
联立以上两式解得
其解为,另一个解,不符合题意,舍去。
(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
(2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强.
正确答案
(1) 1.2 T1 (2) 0.75P0
(1)活塞上方压强为P0时,活塞下方压强为P0+0.5P0。活塞刚到管顶时,下方气体压强为0.5P0 (2分)
设活塞刚到管顶时温度为T2,由气态方程:
(3分)
解得:T2=1.2 T1 (2分)
(2)活塞碰到顶部后,再升温的过程是等容过程。由查理定律得:
(3分)
解得:P2=0.75P0 (2分)
[说明:问题(1)可分步求解。参考解答如下:
等温过程: (3分)
等压过程: (3分)
解得:T2=1.2 T1 (1分)]
如图所示,气缸竖直放置,横截面积S=60,质量不计的活塞可在气缸内无摩擦移动,但不漏气,大气压强=1.0×Pa封闭气体的初始温度为127℃,若气体温度逐渐降低到27℃时,气体体积减小ΔV,若保持气体初始温度不变,而在活塞上放一重物,稳定后也可使气体体积减小ΔV,求重物的质量(g=10).
正确答案
第一次等压降温有:
放小物体后为等温过程有:
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