如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一活塞,质量分别为和,活塞与气缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真

如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一活塞,质量分别为和,活塞与气缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真

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如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一活塞,质量分别为,活塞与气缸壁无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h。(已知=3m,=2m)

(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境的温度始终保持为)。
(2)在达到上一问的终态后,环境温度由缓慢上升到T,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?气体是吸收还是放出了热量?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部)
答案
⑴两活塞的高度差为

在此过程中气体吸收热量
解析
⑴设左、右活塞的面积分别为A/和A,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即:  
由此得:  
在两个活塞上各加一质量为m的物块后,右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中。
在初态,气体的压强为,体积为;在末态,气体压强为,体积为(x为左活塞的高度)。由玻意耳-马略特定律得:

解得:     即两活塞的高度差为
⑵当温度由T0上升至T时,气体的压强始终为,设x/是温度达到T时左活塞的高度,由盖·吕萨克定律得: 
活塞对气体做的功为:
在此过程中气体吸收热量
举一反三
一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是
A.p1 =p2,V1=2V2,T1= T2B.p1 =p2,V1=V2,T1= 2T2
C.p1 =2p2,V1=2V2,T1= 2T2D.p1 =2p2,V1=V2,T1= 2T2

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[物理——选修3-3](15分)
(1)以下说法正确的是                                                                                (   )
A.当分子间距离增大时,分子问作用力减小,分子势能增大
B.已知某物质的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德岁常数为M,则该种物质的分子体积为
C.自然界发生的一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发
D.液品既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点
(2)一气缸竖直放在水平地面上,缸体质量M-10kg,活塞质量m=4kg,活塞横截面积S=2×10-3m2.活塞上面的气缸里封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强P0=1.0×105Pa。活塞下面与劲度系数k=2×103N/m的轻弹簧相连。当气缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度L1=20cm,g取10m/s2,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。
(i)当缸内气柱长度L2=24cm时,缸内气体温度为多少开?
(ii)缸内气体温度上升到瓦以上,气体将做等压膨胀,则T0为多少开?
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一定质量的理想气体在绝热膨胀时,下列说法正确的是 (   )
A.气体温度升高、压强减小
B.气体温度不变、压强减小
C.气体对外做功、气体内能减小
D.外界对气体做功、气体内能增加

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如图所示,将一个绝热的汽缸竖直放置在水平桌面上,在汽缸内用一个活塞封闭了一定质量的气体。在活塞上面放置一个物体,活塞和物体的总质量为10kg,活塞的横截面积为:cm2。已知外界的大气压强为Pa,不计活塞和汽缸之间的摩擦力。在汽缸内部有一个电阻丝,电阻丝的电阻值,电源的电压为12V。接通电源10s后活塞缓慢升高cm,求这一过程中气体的内能变化量。若缸内气体的初始温度为27℃,体积为m3,试求接通电源10s后缸内气体的温度是多少?
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如图所示,导热性能良好粗细均匀两端封闭的细玻璃管ABCDEF竖直放置。AB段和CD段装有空气,BC段和DE段为水银,EF段是真空,各段长度相同,即AB=BC=CD=DE=EF,管内AB段空气的压强为p,环境温度为T。

(1)若要使DE段水银能碰到管顶F,则环境温度至少需要升高到多少?
(2)若保持环境温度T不变,将管子在竖直面内缓慢地旋转180°使F点在最下面,求此时管内两段空气柱的压强以及最低点F处的压强。
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