- 气体的压强
- 共368题
在图中，各装置均静止，已知大气压强为P0 ，液体密度为ρ，求被封闭气体的压强p
正确答案
(1)p=p0-ρgh
(2) p=p0+ρgh
(3) p=p0-ρgh
(4)P1=P0+ρgh1cosα；P2 =P0+ρg(h1cosα- h2 )
高压锅有很好的密封性，基本上不会漏气．锅盖中间有一个排气孔，上面套有类似阀门的限压阀，将排气孔堵住．当加热高压锅，锅内气体压强增加到一定程度时，气体就能把限压阀顶起来，部分蒸汽即从排气孔排除锅外．已知某高压锅的限压阀的质量是0.1kg，排气孔横截面积约为1.0×10-5m2，大气压强为1.0×105pa．
试求：
（1）锅内气体的压强最大可达多少？
（2）若压强每增加3.5×103pa，水的沸点相应增加1℃，则这只高压锅内能达到的最高温度是多少？
（3）若锅盖上再增加一个相同大小的排气孔和限压阀，则这只高压锅内能达到的最高温度如何变化？
正确答案
（1）锅内最大压强为：
P=P0+
（2）锅内压强增加了：
△P=P-P0=2.0×105Pa-1×105Pa=1.0×105Pa，
水的沸点增高：
△t=
所以，锅内温度最高可达：t=100℃+28.6℃=128.6℃．
（3）锅盖上再增加一个相同大小的排气孔和限压阀，对原来的限压阀无影响，故锅内气压不变，温度不变；
答：（1）锅内气体的压强最大可达2.0×105Pa．
（2）锅内的最高温度可达128.6℃．
（3）高压锅内能达到的最高温度仍然为128.6℃．
某登山爱好者在登山的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂．这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1×105Pa；在内外压强差超过6×104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂．若当时手表处的气温为-3℃，则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为______Pa；已知外界大气压强随高度变化而变化，高度每上升12m，大气压强降低133Pa．设海平面大气压为1×105Pa，则登山运动员此时的海拔高度约为______m．
正确答案
（1）手表内封闭的气体初始状态参量为：p0=1×105 Pa T0=（273+27）K=300 K
末状态参量T1=（273-3）K=270 K，
根据查理定律
可得p1=
（2）手表表面玻璃爆裂时表内气体压强为p1=9×104 Pa，
依题意，则表外大气压强p′=p1-6×104 Pa=3×104 Pa
因为海平面大气压为1×105 Pa，则由于海拔升高引起的大气压强的变化△p=1×105 Pa-3×104 Pa=7.0×104 Pa
则海拔高度H=
故答案为：9×104，6316．
如图所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计，玻璃管竖直悬挂，上端封闭、下端开口，管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气，活塞连接一轻质秤钩．已知玻璃管横截面积S为1cm2，现将不同质量的钩码M挂在秤钩上，稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L，在实验过程中气体的温度保持不变，四次实验的数据记录在下面的表格上：
（1）通过计算可得实验时大气压强P0=______Pa．
（2）在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力F=______N，空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而______（填：均匀，不均匀）变化．
（3）通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力，存在一些不足之处，请列举两点：
a______
b______．
正确答案
（1）由力平衡条件得：所挂钩码的质量为M时，封闭气体的压强为P=P0-
封闭气体的压强分别：
状态1：P1=P0，
状态2：P2=P0-
根据玻意耳定律得：P1L1=P2L2，代入解得，P0=1.01×105Pa
（2）当L=4.00cm时，由P1L1=P3L=（P0-
解得M3g=5.05N，
即在玻璃管测力计上L=4.00cm处应标上所测作用力F=5.05N．
由P1L1=（P0-
（3）用这种玻璃管测力计来测力，容易受外界环境的影响，比如大气压强改变、环境温度改变影响测量的准确性．
故答案为：
（1）1.01×105；
（2）5.05，不均匀
（3）大气压强改变、环境温度改变．
如图所示表示一种测量最高温度的温度计的构造（记录最高温度），上端齐平长U型管内盛有温度为T0=273K的水银．在封闭的右管内水银上方有空气，空气柱长为h=24cm．当加热管子时，空气膨胀，挤出部分水银．而当冷却到初温T0后，左边的管内水银面下降了H=6cm．试求管子被加热到的最高温度．（大气压p0=76cmHg）
正确答案
开始时封闭气柱：
P1=P0+h，V1=hs（s为管截面积），T1=T0=273K
当加热到最高温度时，设封闭气柱长度为h1，有：
P2=P0+h1，V2=h1s，T2=Tm
当空气冷却再回到初温T0时有：
P3=P0+（h1-2H），V3=h1-H，T3=T0
由第1和第3状态分析得：P1V1=P3V3
100×24s=（76+h1-2×6）（h1-6）•s
得 h12+58h1-2784=0
解得h1≈31.21cm，负根舍去
再对第1和第2状态分析得：
即有 
代入数据解得 Tm=380.61K
答：管子被加热到的最高温度是380.61K．
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