如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×105Pa,活塞封闭的气柱
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如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×105Pa,活塞封闭的气柱
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm
2
,厚度1cm,气缸全长21cm,气缸质量20kg,大气压强为1×10
5
Pa,活塞封闭的气柱长10cm,用温度传感器测得封闭气体温度为7℃.若将气缸缓慢倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g取10m/s
2
.求:
(1)气柱多长?
(2)当温度多高时,缸底刚好对地面无压力?(活塞摩擦不计)
答案
解(1)开始封闭气体的压强p
1
=p
0
+
mg
s
=1×10
5
+
10×10
50×
10
-4
=1.2×10
5
Pa,
气缸倒过来后,气体的压强p
2
=p
0
-
mg
s
=1×10
5
-
10×10
50×
10
-4
=0.8×10
5
Pa,
气体发生等温变化,由玻意耳定律得:
p
1
L
1
S=p
2
L
2
S,解得L
2
=15cm;
(2)开始气体压强p
1
=1.2×10
5
Pa,体积V
1
=L
1
S=10S,温度T
1
=237+7=280K,
缸底刚好对地面无压力时,气体压强p
3
=p
0
+
Mg
S
=1×10
5
+
20×10
50×1
0
-4
=1.4×10
5
Pa,
气体体积V
3
=L
3
S=(21-1)S=20S,由理想气体状态方程得:
p
1
V
1
T
1
=
p
3
V
3
T
3
,解得:T
3
≈653K;
答:(1)气柱长15cm.
(2)当温度653K时,缸筒刚好对地面无压力.
举一反三
如图,粗细均匀、两端开口的U形管竖直放置,两管的竖直部分高度为20cm,内径很小,水平部分BC长14cm.一空气柱将管内水银分隔成左右两段.大气压强P
0
=76cmHg.当空气柱温度为T
0
=273K、长为L
0
=8cm时,BC管内左边水银柱长2cm,AB管内水银柱长也为2cm.求:
(1)右边水银柱总长是多少?
(2)当空气柱温度升高到多少时,左边的水银恰好全部进入竖直管AB内?
(3)为使左、右侧竖直管内的水银柱上表面高度差最大,空气柱温度至少要升高到多少?
题型:普陀区模拟
难度:
|
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如图所示,一水平固定的柱形气缸,用活塞封闭一定质量的气体.活塞面积S=10cm
2
,与缸壁间的最大静摩擦力 f
0
=5N.气缸的长度为10cm,前端的卡口可防止活塞脱落.活塞与气缸壁的厚度可忽略,外界大气压强为10
5
Pa.开始时气体体积为90cm
3
,压强为10
5
Pa,温度为27℃.求:
(1)温度缓慢升高到37℃时,气体的压强.
(2)温度缓慢升高到127℃时,气体的压强.
某同学是这样解的:温度升高,气体体积不变,由查理定律
p
1
T
1
=
p
2
T
2
,即可求得不同温度时的气体压强.该同学的分析正确吗?如果正确,请按他的思路求解;如果不正确,请简要说明理由,并求出正确的结果.
题型:上海模拟
难度:
|
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如图所示,两端开口的弯折玻璃管竖直放置,左管有一段高为h
1
的水银柱,右管有一段高为h
2
的水银柱,中间一段水银柱将管内空气分为两段,三段水银柱均静止,则中间管内水银柱的高度h为( )
A.h
1
-h
2
B.
h1+h2
2
C.
h1-h2
2
D.h
1
+h
2
题型:不详
难度:
|
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有位同学做了个小实验,他在杯中放了半杯水,找了一张普通的纸盖在杯口光滑平整的玻璃杯上,按住纸翻转杯子、松开手,他惊呆了:水居然不流下来,如图甲所示.已知玻璃杯粗细均匀,杯子内底部到杯沿的高度为12cm,杯中水的高度为6cm,大气压强为1.013×10
5
Pa.该同学在经过仔细观察后发现,翻转后,纸略往下凸,其平均下凸高度为0.35×10
-3
m(见乙图),g取9.8m/s
2
.请你通过计算说明水不流下来的原因.
题型:奉贤区二模
难度:
|
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如图(a)所示,水平放置的汽缸内封闭有体积为0.6m
3
的理想气体,已知此时汽缸内的气体温度为300K,气体压强与外界大气压强相等为p
0
=1.0×10
5
Pa,封闭气体的光滑活塞面积为10
-4
m
3
.缓慢加热汽缸内气体,并在活塞上加以适当的外力,气体经历了如图(b)所示的状态变化,求:
(1)当温度上升到450K的状态B时,缸内气体的压强p
B
;
(2)当气体处于状态B时,加在活塞上的外力F的大小和方向;
(3)当温度上升到600K的状态C时,缸内气体的体积V
C
.
题型:不详
难度:
|
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