如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)。开始时,封闭气体的温度为T1,

如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)。开始时,封闭气体的温度为T1,

题型:上海模拟题难度:来源:
如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)。开始时,封闭气体的温度为T1,活塞上、下方气体的体积分别为3V0V0,活塞上方气体的压强为p0,活塞因重力而产生的压强为0.4p0。先保持气体温度不变,缓慢将活塞上方抽成真空并密封,然后再对气体缓慢加热。求:
(1)刚开始加热时活塞下方密闭气体的体积V1
(2)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2
(3)当气体温度达到T3=1.6 T1时气体的压强p3
答案
解:(1)抽气过程为等温过程,活塞上面抽成真空时,下面气体的压强为0.4p0,体积为V0
由玻意耳定律得(p0+0.4p0)V0=0.4p0V1    
V1=3.5 V0
(2)气体等压膨胀,设活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度是T2
由盖-吕萨克定律得
T2=T1  
(3)气体温度达到时气体的压强为p3,活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程。
由查理定律得    
得 p3=0.56p0
举一反三
竖直的玻璃管,封闭端在上,开口端在下,中间有一段水银,若把玻璃管稍倾斜一些,但保持温度不变,则[     ]
A.封闭在管内的气体压强增大    
B.封闭在管内的气体体积增大
C.封闭在管内的气体体积减小    
D.封闭在管内的气体体积不变
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(选修3-3选做题)
如图所示,圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上,气缸足够长,内截曲积为S,大气压强为P0,一厚度不计、质量为的活塞封住一定量的理想气体,温度为T0时缸内气体体积为V0,先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子,然后将缸内气体温度缓慢升高到2T0,求:
(1)最后缸内气体的体积;
(2)画出缸内气体状态变化的p-V图象。
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如图所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端留有一抽气孔。管内下部被一活塞封住一定量的气体(可视为理想气体)。开始时,封闭气体的温度为T1,活塞上、下方气体的体积分别为3V0V0,活塞上方气体的压强为p0,活塞因重力而产生的压强为0.4p0。先保持气体温度不变,缓慢将活塞上方抽成真空并密封,然后再对气体缓慢加热。求:
(1)刚开始加热时活塞下方密闭气体的体积V1
(2)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度T2
(3)当气体温度达到T3=1.6 T1时气体的压强p3
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如图(a)所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10-3 m2、质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa。现将气缸竖直放置,如图(b)所示,取g=10m/s2。求:
(1)活塞与气缸底部之间的距离;
(2)加热到675K时封闭气体的压强。
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(选修3-3选做题)
如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S=0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k=5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0=1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0=0.6 m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。此时用于压A的力F=500 N。求活塞A下移的距离。
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