如图所示,质量不计的光滑活塞被销钉固定,使一定量气体被封闭在容器的上部,容器下部与大气连通,容器上部连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计,容器下部足够高)

如图所示,质量不计的光滑活塞被销钉固定,使一定量气体被封闭在容器的上部,容器下部与大气连通,容器上部连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计,容器下部足够高)

题型:不详难度:来源:
如图所示,质量不计的光滑活塞被销钉固定,使一定量气体被封闭在容器的上部,容器下部与大气连通,容器上部连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计,容器下部足够高)。此时容器上部封闭气体的体积为V,室温为300K,U形管两
边水银柱高度差为24cm(外界大气压等于76 cmHg). 问:

(1)此时容器上部的气体压强为多少?
(2)将封闭在容器中的气体加热到一定温度后发现U形管两边水银
柱高度差变为38cm,那么这时封闭气体的温度T2为多少K?
(3)保持气体的温度T2不变的条件下拔掉销钉,活塞稳定时U形管
内两边水银面的高度差和容器上部气体的体积各为多少?
答案
(1)100cmHg(2)T2=342K(3)V3=1.5V
解析
(1)P=P0+h=100cmHg           ------------4分
(2)加热过程,封闭气体的体积不变,运用查理定律:

P1="100" cmHg,T1="300K," P2="114" cmHg
可得:T2=342K------------5分
(3)拔掉销钉,活塞运动过程温度不变,运用玻意耳定律:
P2V2=P3V3
P2="114" cmHg , V2=V,  P3=PO
V3=1.5V------------5分
举一反三
如图所示,一足够高的直立气缸上端开口,用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱,活塞的横截面积为0.01m2,活塞与气缸间的摩擦不计,气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通,密封接口离气缸底部的高度为70cm,气缸与U形管相通处气体体积忽略不计.在图示状态时气体的温度为17℃,U形管两支管水银面的高度差h1为6cm,右支管内水银面到管口的高度为20cm,大气压强p0=1.0×105Pa保持不变,水银的密度ρ=13.6×103kg/m3.求:

(1)活塞的重力;
(2)现在将U形管右支管开口端用橡皮塞(厚度不计)封住,并在活塞上添加沙粒,同时对气缸内的气体缓缓加热,让活塞高度始终不变.当气体温度升高到570C时,不再加沙粒,同时停止对气体加热,这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少?(气缸内气体温度变化不影响U形管)
(3)保持上题中的沙粒质量不变,让气缸内的气体逐渐冷却,那么当气体的温度至少降为多少oC时,U形管内的水银开始流动?
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如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动.取质量为m的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/4,再取一定质量的沙子缓慢地倒在活塞的上表面。外界大气的压强和温度始终保持不变,此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度力h/2.求第二次倒在活塞上的沙子的质量。
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甲、乙两容器,已知甲容器的体积V甲=0.02m3.里面盛有压强为P甲=4×105Pa的空气,乙容器为真空.当甲、乙两容器用极细的塑料管相连通后,容器内的压强为P=105Pa,如果过程进行很慢,可以看成等温变化,求乙容器的体积是多少?
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如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞正位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:

(a)缸内气体的压强p1
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口 AB处?
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一定质量理想气体的状态变化如图所示,则该气体
A.状态b的压强大于状态c的压强
B.状态a的压强大于状态b的压强
C.从状态c到状态d,体积减小
D.从状态a到状态c,温度不变

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