【选修3-3选做题】 一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下

【选修3-3选做题】 一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下

题型:河北省模拟题难度:来源:
【选修3-3选做题】
一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21cm的气柱,气体的温度T1=280K,外界大气压取P0=1.0×105Pa(相当于75cm汞柱高的压强)。
(1)对气体加热,使其温度升高到T2=320K,求此时气柱的长度;
(2)在活塞上施加一个竖直向上的拉力F=4N,保持气体的温度T2不变,求平衡后气柱的长度及此时管内外水银面的高度差。
答案
解:(1)被封闭气体的
初状态为
末状态为
根据盖·吕萨克定律,有,即 ①

(2)在活塞上施加拉力F后,气体的状态变为
 ③
  
根据玻意耳定律,有,即 ④
 ⑤
⑥ 
所以管内外水银面的高度差为
举一反三
【选修3-3选做题】
如图所示,竖直放置的气缸开口向下,重为G1的活塞a和重为G2的活塞b,将长为L的气室分成体积比为1:2的A,B两部分,温度是127℃,系统处于平衡状态。当温度缓慢地降到27℃时系统达到新的平衡,求活塞a,b移动的距离。不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦。
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一定质量的理想气体,在压强不变时,如果温度从0℃升高到4℃,则它所增加的体积是它在0℃时气体体积的       ,如果温度从90℃升高到94℃,则所增加的体积是它在27℃时体积的      
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【选修3-3选做题】
横截面积分别为SA=2.0×10-3 m2、SB=1.0×10-3 m2的气缸A、B竖直放置,底部用细管连通,气缸A冲有定位卡环。现用质量分别为mA=4.0 kg、mB=2.0 kg的活塞封闭一定质量的某种理想气体,当气体温度为27℃时,活塞A恰与定位卡环接触,此时封闭气体的体积为V0=300 mL,外界大气压强为p0=1.0×105 Pa。(g取10 m/s2
(1)使气体温度缓慢升高到57 ℃时,求此时封闭气体的体积;
(2)保持气体的温度57 ℃不变,用力缓慢压活塞B,使封闭气体体积恢复到V0,此时封闭气体的压强多大?活塞A与定位卡环间的弹力多大?
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【选修3-3选做题】
如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢.上升d 后再次平衡,求:  
(1)外界空气的温度是多少?  
(2)在此过程中密闭气体的内能增加了多少?
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通过热学的学习,我们知道,气体的压强跟气体的温度有关。一定质量的气体在体积不变的情况下,气体温度升高时压强增大,气体温度降低时压强减小。1787年法国科学家查理通过实验研究,发现所有的气体都遵从这样的规律:一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每升高(或降低)1℃,增加(或减小)的压强等于它在0℃时压强的。                   
(1)根据查理发现的规律,试写出一定质量的气体在体积不变的情况下,其压强与温度
t(摄氏温度)之间的函数关系式。
(2)根据查理发现的规律的表述可知,一定质量的气体在体积不变的情况下,其压强与摄氏温度t不成正比,若定义一种新的温度T,使查理发现的规律这样表述:一定质量的气体在体积不变的情况下,其压强与温度T成正比。试通过计算导出温度T与摄氏温度t的关系式。
题型:不详难度:| 查看答案
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