- 查理定律（等容定律）
- 共134题
一个内壁光滑的圆柱形气缸，质量为M，高度为L，、底面积为S．缸内有一个质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体，不计活塞厚度．温度为t0时，用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，气缸内气体高为L1，如图甲所示．如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂起来，气缸内气体高为L2，如图乙所示．设两种情况下气缸都处于竖直状态，求：
（1）当时的大气压强；
（2）图乙状态时温度升高到多少℃时，活塞将与气缸脱离？
正确答案
（1）在甲图中对圆柱形气缸进行受力分析得：p1=p0-
在乙图中对活塞进行受力分析得：p2=p0-
一定质量的理想气体从甲图到乙图发生的是等温变化，所以得：p1L1S=p2L2S
所以（p0-
可解得p 0=
（2）图乙状态时，一定质量的理想气体温度升高，在活塞将与气缸脱离前发生的是等压变化，得：
得 t=
答：（1）当时的大气压强为
（2）图乙状态时温度升高到
如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好与管口齐平，封闭气体的长为10cm，温度为27℃，外界大气压强不变．若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm，然后再缓慢转回到开口竖直向上，求：
（1）大气压强p0的值；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度；
（3）当管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平？
正确答案
（1）初态：P1=P0+21cmHg V1=10S 末态：P2=P0-15cmHg V2=（31-15）S=16S
由玻意耳定律，得 P1V1=P2V2
P0=75cmHg
（2）P3=75+15=90cmHg V3=LS
P1V1=P3V3
L=10.67cm
（3）P4=P3=90cmHg V4=（31-15）S=16S T3=300K
由吕萨克定律
T4=450K
得t=177℃
答：（1）大气压强p0的值75cmHg；
（2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度为10.67cm；
（3）当管内气体温度升高到177℃时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平．
如图所示，汽缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为0℃，大气压为1 atm(设其值为105 Pa)、汽缸横截面积为500 cm2，活塞重为5 000 N。则：
(1)汽缸内气体压强为多少？
(2)如果开始时内部被封闭气体的总体积为
正确答案
解：(1)由受力平衡可知：P1=P0+
(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为T1有：
所以：
接下来继续升温，汽缸内气体将做等体积变化，设所求压强为P2，故有：
代入可得：
物理--物理3-3
某压力锅的结构如图所示．盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起．假定在压力阀被顶起时，停止加热．
（1）若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，写出锅内气体分子数的估算表达式．
（2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J，并向外界释放了2J的热量．锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？
（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0（1-αH），其中常数α＞0．结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同．
正确答案
（1）设锅内气体分子数为n，气体的摩尔数为
n=
（2）锅内气体对压力阀及外界做功1J，并向外界释放了2J的热量，
根据热力学第一定律得：△U=W+Q=-3 J
锅内气体内能减少，减少了3 J．
（3）由P=P0（1-αH）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小．
由P1=P0+
根据查理定律得：
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低．
答：（1）锅内气体分子数为
（2）锅内气体内能减少，减少了3 J．
（3）可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低．
若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化，其中表示等容变化的是______________（填a→b、b→c或c→d），该过程中气体___________________（填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”）。
正确答案
a→b；吸热
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