如图所示,粗细均匀的U型玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口且足够长,开始左端空气柱长20cm,两管水银面等高.从右侧管口缓慢加入水银,左管内气柱长变为15cm.

如图所示,粗细均匀的U型玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口且足够长,开始左端空气柱长20cm,两管水银面等高.从右侧管口缓慢加入水银,左管内气柱长变为15cm.

题型:不详难度:来源:
如图所示,粗细均匀的U型玻璃管竖直放置,左端封闭,右端开口且足够长,开始左端空气柱长20cm,两管水银面等高.从右侧管口缓慢加入水银,左管内气柱长变为15cm.温度不变,大气压强为p0=75cmHg.

①加入水银的长度;
②此过程封闭气体吸热还是放热,并说明理由.
答案
  ①35cm  ②放热
解析

试题分析:①以左端封闭气体为研究对象,设末状态右侧管内水银面比左侧高h,        
加入的水银柱长为x,
解得:cm
②由于气体温度不变,所以内能不变,外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知故气体放热.
举一反三
(10分)一气象探测气球,在充有压强为1.OOatm(即76.0cmHg),温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变.此后停止加热,保持高度不变.已知在这一海拔高度气温为-48.0℃.求:
(1)氦气在停止加热前的体积
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积
(3)若忽略气球内分子间相互作用,停止加热后,气球内气体吸热还是放热?简要说明理由.
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一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内(如下图),活塞相对于底部的高度为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/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

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(10分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27℃温水的恒温水槽中,用不计质量的活塞封闭了压强为、体积为的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为的沙子,封闭气体的体积变为;然后将气缸移出水槽,经过缓慢降温,气体温度最终变为。已知活塞面积为,大气压强为,g取,求:

(i)气体体积V1
(ii)气缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字).
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如图所示,由导热气缸和活塞封闭有一定质量的理想气体,活塞和气缸壁之间摩擦不计。已知大气压强,活塞面积,活塞质量m=4kg。环境温度不变,今在活塞上方逐渐加入细砂,使活塞缓慢下降,直到活塞距离底部的高度为初始的2/3。
(g取)

①上述过程中下列说法正确的是
A.缸内气体的内能一定增加
B.缸内气体的压强一定增加
C.单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数不变
D.缸内气体将吸收热量
②试计算加入细砂的质量M
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(9分)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。

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