- 盖—吕萨克定律(等压定律)
- 共127题
汽车行驶时轮胎的胎压过高易造成爆胎事故,太低又会造成油耗上升。已知某型号轮胎能在-40℃~90℃的环境中正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过标准大气压的3.5倍,最低胎压不低于标准大气压的1.6倍,那么在t=20℃时给轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎的容积不变)
正确答案
胎压在2.01atm到2.83atm之间比较合适
试题分析:设在T=293K时充气后的最小胎压为,最大胎压为
由 ,
可得Pmin=2.01atm
由,
可得
故充气后的胎压在2.01atm到2.83atm之间比较合适
点评:理想气体的等容变化遵循查理定律,即。
一直立的气缸由截面积不同的两圆筒连接而成。质量均为1kg的活塞A、B用一长为2L的不可伸长的细绳连接,它们可在筒内无摩擦地上下滑动,A、B的截面积分别为SA=20cm2,SB=10cm2。A、B之间充有一定质量的理想气体,A的上方和B的下方都是大气,大气压始终保持为1.0×Pa。当气缸内气体温度为600升压强为12×
Pa时,活塞A、B的平衡位置如图所示。 当气缸内的气体温度由600k缓慢降低时,活塞A和B之间的距离保持不变,并一起向下缓慢移动(可认为两活塞仍处在平衡状态),直到活塞A移到两圆筒的连接处。若此后气体温度继续下降,求活塞A和B之间的距离开始小于2L时气体的温度。
正确答案
300K
当缸内气体温度缓慢降低时,A、B活塞一起缓慢向下移动,从开始到A塞到达两圆筒的连接处的过程中,气体作等压变化。设A到两圆筒的连接处时,缸内气体温度为T2,则:
∵T1="600k" ∴T2=400k
此后气体温度继续缓慢下降,气体作等容变化。P变小,线对B的拉力F变小,但活塞B静止。
则:
当A、B之间的距离开始小于2L时,B将开始向上移动,此时F=0。气体压强为P2,温度为T3
则:
一水平放置的两端封闭、粗细均匀的玻璃管,其长度为1m.在管中有一段25cm长的水银柱将气体分为两部分A、B,它们的压强均为75cmHg,左端A气体的温度为177℃,右端B的温度为87℃,待水银柱稳定后将玻璃管放入27℃的恒温箱中,若仍使两段气体的体积不变,需使玻璃管哪端慢慢抬起,需要抬起多高?
正确答案
50cm
如图所示,A、B是两个圆形气缸,中间有横截面为“T”型的活塞,活塞可以无摩擦地左右滑动,且两侧面积=1/10,a、b、c为三个通气口.开始时,三个通气口都与大气相通活塞静止,并且距两端都是L,环境温度为27℃.现用容积可忽略的细管将a、b两口相连,而c口始终与大气相通,给整个装置均匀加热,使温度达到127℃,求活塞移动的距离和方向.
正确答案
,活塞向左移动
设活塞不动,当气体温度升高时压强将增大,对活塞增加的向左的压力比增加的向右的压力大,故活塞应向左移动,停止移动时由活塞受力平衡知,末态气体压强应等于大气压强,
有
设活塞向左移动距离为ΔL有:②
又
①、②、③、④联立可解:ΔL=L
体积为V="100" cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如图8-2-9所示.当温度t="5" ℃时,水银液滴在刻度为n=21的地方.那么在此大气压下,能否用它测量温度?说明理由,若能,求其测量范围,不计热膨胀.
图8-2-9
正确答案
测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.
因为管口和大气相通,所以球内气体的体积随温度的升高而膨胀,气体是等压变化,根据盖·吕萨克定律:
=
=
=恒量.
温度的增加与体积的增加成正比,所以可以用来测量温度.测量温度的范围应该为气体的体积从V1="100" cm3,等压变化到V2="(100+100×0.2)" cm3="120" cm3这个范围所对应的气体温度T1—T2之间.
根据题意,当T0="273+5" K="278" K时,气体的体积V0=(100+20×0.2) cm3="104" cm3.
根据盖·吕萨克定律:
=
T1==
K="267.3" K
=
,所以T2=
=
K="320.8" K
267.3 K="-5.7" ℃320.8 K="47.8" ℃
能测量温度的范围从-5.7 ℃—47.8 ℃.
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