- 查理定律(等容定律)
- 共134题
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
(9分)如图所示,有一玻璃管长L=100cm,内有一段水银柱h=20cm,封闭着长a=50cm长的空气柱,此时温度t1=27oC,大气压恒为p0=76cmHg,
求:
(1)求当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时,气体温度为多少?
(2)求空气柱温度至少多大时,可使管中水银全部溢出?
正确答案
(1)T2=480K(2)
共9分)
(1)水银柱上升到管口为等压膨胀,温度由300K上升到480K;设管口截面积为S
V1=aS=50S,T1=300K;
V2=(L-h)S=80S,T2=?
由:盖吕萨克定律: 得:T2=480K 3分
(2)初态:p1==p0+h=96cmHg,V1=aS=50S,T1=300K;
假定管中还有x厘米高水银柱时,管内气压为(p0+x)cmHg,体积为(L-x)S,则
, 4分
得:
显然,cm时,温度最高
(=2110C); 2分
盛氧气的钢瓶,在-13℃充氧气时测得氧气的压强为7×106 Pa,当把它搬到27℃的病房时,压强变为8×106Pa,问:通过计算说明钢瓶是否漏气?
正确答案
漏气,见解析
假设不漏气,
初状态 P1=7×106 Pa T1="260" K
末状态P2=? T2="300" K
由查理定律得: 代入已知数据得P2=8.08×106 Pa
由于8.08×106 Pa>8×106Pa,所以钢瓶漏气.
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