- 玻意耳定律(等温定律)
- 共240题
如图,一质量不计,可上下移动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封有理想气体。筒的侧壁为绝缘体,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=1mm,DM间距l2=3mm。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分别带有等量导种电荷,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l1'=3mm,DM间距l2'=1mm,活塞D所带电量的绝对值q=e0SE(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量e0=8.85×10-12C2/Nm2)。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,p1=p0/3=80Pa,p0l2S=p2l2'S,p2=3p0=720Pa
(2)活塞受到的气体压强差为△p=p2-p1=640Pa,活塞在气体压力和电场力作用下处于平衡,电场力F=△pS=0.128N
(3)活塞受到的电场力大小F=qEM,其中活塞带电量q=e0SE,E由D、M所带等量导号电荷共同产生,根据电场叠加原理,M产生的场强大小EM=E/2
(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,活塞向上移动
(1)如图,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中,气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态①变化到状态②,在此过程中:如果环境保持恒温,下列说法正确的是_____________。
A.每个气体分子的速率都不变
B.气体分子平均动能不变
C.水平外力F逐渐变大
D.气体内能减少
(2)如果环境保持恒温,分别用P、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②,此过程可用下列图象表示的是_____________。
A.
B.
C.
D.
正确答案
(1)BC
(2)AD
如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸现象,使活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是________图,该过程为________过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)。
正确答案
D,吸热
有人设计了一种测定某种物质与环境温度关系的测温仪,其结构非常简单(如图所示)。两端封闭、粗细均匀的竖直玻璃管内有一段长10cm的水银柱将管内气体分隔成上、下两部分,上部分气柱长20cm,压强为50cmHg,下部分气柱长5cm。今将管子下部分插入待测温度的液体中(上部分仍在原环境中),水银柱向上移动2cm后稳定不动。已知环境温度为27℃,上部分气柱的温度始终与外部环境温度保持一致。求稳定后:
(1)上部分气柱的压强;
(2)下部分气柱的压强;
(3)待测液体的温度。
正确答案
解:(1)上部分气体,玻意耳定律:p1V1=p1′V1′
即p1l1S=p1′l1′S,p1′=p1l1/ l1′
解出p1′=500/9cmHg=55.56cmHg
(2)下部分气体压强p2′=p1′+ρgh=(500/9+10)cmHg =65.56 cmHg
(3)插入前,下部分气体压强p2=p1+ρgh=50+10=60 cmHg
对下部分气体使用理想气体状态方程:
解出185.89℃
如图所示,某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1m,因上部混有少量的空气使读数不准,当气温为27℃时标准气压计读数为76cmHg,该气压计读数为70cmHg,求:
(1)若在气温为27℃时,用该气压计测得的气压读数为64cmHg,则实际气压应为多少cmHg?
(2)若在气温为7℃时,用该气压计测得的气压读数为68cmHg,则实际气压应为多少cmHg?
正确答案
解:(1),
,
,即
(2),
,
,即
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