水的沸点与水面上方气压有关,气压越大水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系,设计了如图所示的锅炉水温控制装置:图中OC
题型:不详难度:来源:
水的沸点与水面上方气压有关,气压越大水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系,设计了如图所示的锅炉水温控制装置:图中OC为一可绕O点旋转的横杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S,阀门的底面积为3cm,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物G,OA长度为60cm。对水加热时,随着水温升高,水面上方气压增大,当压强增大到一定值时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同,从而控制锅炉内水的最高温度。
(1)当锅炉内水的温度达到沸腾时,锅炉内气体的压强是多少? (2)当大气压强为 Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为,求此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是多少?(计算时可认为阀门上、下底面积相等) (3)当大气压强为 Pa时,要使锅炉内水的温度达到时沸腾,应将G挂在离O点多远处?
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答案
(1) 2.0×105Pa (2)30N(3)24cm |
解析
试题分析:(1)查表可知:锅炉内水温为120℃时,锅炉内气体压强为P=2.0×105Pa (2)阀门所受气体的压力差为: (3)查表知,锅炉内水的温度为110℃时,锅炉内气体压强为,此时阀门受到的气体压力的差值为 根据杠杆平衡条件有 通过上面两式,则得 点评:本题考查了大气压强以及相应杠杆知识。压强也是由受力产生,因此在分析压强时,将其转化为受力平衡问题。 |
举一反三
如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为l,管内外水银面高度差为h,若温度保持不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则( ) A.h、l均变小 | B.h、l均变大 | C.h变大l变小 | D.h变小l变大 |
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如图,一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内,活塞距底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变,已知大气压为p0,活塞横截面积为S,重力加速度为g,求:
(1)一小盒沙子的质量; (2)沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。 |
(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是 .(油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3,NA=6.02×1023mol-1.结果保留一位有效数) (2)如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图,其中左侧空气柱长度L1=50cm,左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm,左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm,大气压为75 cmHg.求:
①右管内气柱的长度L2 ②关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3 |
如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图,其中左侧空气柱长度L1=50cm,左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为h2=5cm,左右两侧顶部的水银面的高度差为h1=5cm,大气压为75 cmHg。求:
①右管内气柱的长度L2, ②关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3. |
一定质量的理想气体,状态变化过程如P-T图上abcd图线所示,其中bc⊥ab,cd∥ab,由图线可知
A.ab过程,气体不做功 | B.bc过程气体膨胀对外做功 | C.cd过程,外界压缩气体做功 | D.da过程,气体膨胀对外做功 |
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