3-3气体性质计算题简编(含答案).doc

3-3气体性质计算题简编1.如图所示，活塞把密闭气缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的一臂相连，压强计的两壁截面处处相同，U形管内盛有密度为的液体。开始时左、右两气室的体积都为，气压都，且液体的液面处在同一高度，如图192所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U形管中的高度差h=40cm，求此时左、右气室的体积、，假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积，g取。2.某房间的容积为20m3，在温度为17，大气压强为74 cm Hg时，室内空气质量为25kg，则当温度升高到27，大气压强变为76 cm Hg时，室内空气的质量为多少千克？3.向汽车轮胎充气，已知轮胎内原有空气的压强为1.5个大气压，温度为20，体积为20L，充气后，轮胎内空气压强增大为7.5个大气压，温度升为25，若充入的空气温度为20，压强为1个大气压，则需充入多少升这样的空气(设轮胎体积不变)4.如图1360所示，气缸A和容器B由一细管经阀门K相连，A和B的壁都是透热的，A放在27、1标准大气压的大气中，B浸在127的恒温槽内，开始时K是关断的，B内没有气体，容积VB2.4L，A内装有气体，体积VA4.8L，打开K，使气体由A流入B，等到活塞D停止移动时，A内气体体积是多大？假设活塞D与气缸壁之间没有摩擦，细管的容积忽略不计5.如下图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两臂长为50cm.在两管中注入10cm高的水银后，封闭左管口，求继续向右管中注入多高的水银，可使左管水银面上升4cm，设整个过程中温度保持不变，且大气压强P0760mmHg.6.如下图所示，活塞A将一定质量的气体封闭在汽缸B内，当汽缸竖直放置时，活塞到缸底的距离为60cm，活塞与汽缸间摩擦不计，大气压强为1.0105Pa.现将汽缸平放在水平地面上，测得活塞A到缸底的距离为100cm，并测得汽缸B的截面积S100cm2，求活塞A的质量.7.如下图所示中一个横截面积为10cm2的容器内，有一个用弹簧和底面相连的活塞，当温度为27，内外压强都是1.01105Pa时，活塞和底面相距10cm，在活塞上放质量为40kg的物体，活塞下降5cm，温度仍为27(活塞质量不计，g取9.8m/s2)，求：(1)弹簧劲度系数k;(2)如把活塞内气体加热到57，为保持活塞位置仍下降5cm，活塞上应再加的物体质量为多少?8.如下图所示，气缸内底部面积为0.02米2，被活塞封闭在气缸内的空气温度为-5，活塞质量为8千克，当气缸缸筒与水平面成60角时，活塞距缸底L，现将气缸直立，如图所示.欲使活塞距缸底仍为L，应使缸内气体升高到多少摄氏度?(大气压强p01.0105帕，g10m/s2)9.如图所示，水平放置的密封气缸的活塞被很细的弹簧拉住，气缸内密封一定质量的气体.当缸内气体温度为27，弹簧的长度为30cm时，气缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍.当缸内气体温度升高到127时，弹簧的长度为36cm.求弹簧的原长?(不计活塞与缸壁的摩擦)10.如下图所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环；使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦.活塞下方距缸底高为H0处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为A、B两部分，A、B中各封闭同种的理想气体，开始时A、B中气体的温度均为27，压强等于外界大气压强P0，活塞距气缸底的高度为1.6H0，现通过B中的电热丝缓慢加热，试求：(1)当B中气体的压强为1.5P0时，活塞距缸底的高度是多少?(2)当A中气体的压强为1.5P0时，B中气体的温度是多少?11.如图所示，内径均匀的U型细玻璃管一端开口，竖直放置，开口端与一个容积很大的贮气缸B连通，封闭端由水银封闭一段空气A，已知-23时空气柱A长62cm，右管水银面比左管水银面低40cm，当气温上升到27时，水银面高度差变化4cm，B贮气缸左侧连接的细管的体积变化不计.(1)试论证当气温上升到27时，水银面高度差是增大4cm还是减小4cn?(2)求-23时贮气缸B中气体的压强.参考答案1.解 以、表示压缩后左室气体的压强和体积，、表示这时右室气体的压强和体积，、表示初态两室气体的压强和体积。由玻意耳定律得由题述可知体积关系两气室压强关系解以上四式得解方程并选择物理意义正确的解得代入数值，得2.解析：以房间内的空气为研究对象，是属于变质量问题，应用克拉珀龙方程求解，设原质量为m，变化后的质量为m，由克拉珀龙方程 3.解析：以充气后轮胎内的气体为研究对象，这些气体是由原有部分加上充入部分气体所混合构成轮胎内原有气体的状态为：p11.5 atm，T1293K，V120L需充入空气的状态为：p21atm，T2293K，V2？充气后混合气体状态为：p7.5atm，T298K，V20L4解：3L5.解：16.40mm (提示：设右管中注入水银后比左管高出xmm，而此时左管封闭气体体积V2，由玻意耳定律得P1V1=P2V2，76040=P236，P2=760+x，由得x=8.40(mm)，故共注入8.40+24=16.40mm水银)6.解：66.7kg 提示：设活塞A质量为m.封闭气体初态：P1=P0+，V1=60S；末态P2=P0，V2=100S，由P1V1=P2V2得(P0+)60S=P0100S，m=66.7kg7.解：.K=6103N/m；m=1kg提示：(1)状态：P1=P0，l1=10cm，T1=300k；状态：P2=P0+，l2=5cm，T2=300K，x=5cm，由P1l1s=P2l2s，得：k=6103N/m(2)状态：P3，V3=l2s，T3=330K，由=得P3=P2=1.1P2，mg/s=P3-P2=0.1P2 m=0.2P0S/g=1kg8.解：-3.7 (提示：初状态时：P1=P0+mgsin60/s，T1=268K，末状态时：P2=P0+mg/s，T2=?，由=，得T2=T1=K=26.93K，t=269.3-273=-3.7)9.解.21cm (提示：设弹簧原长为l，活塞截面积为S，弹簧劲度系数为k，由题意得=，1.2P0S=P0S+k(0.3-l)，PS=P0S+k(0.36-l)，由得l)10.解:(1)B中气体做等容变化，由查理定律得=，求得压强为1.5P0时气体的温度TB=450KA中气体做等压变化，由于隔板导热，A、B中气体温度相等，A中气体温度也为450K，对A中气体有=,VA=VA=VA=0.9H0S，活塞距离缸底的高度为1.9H0.(2)当A中气体压强为1.5P0，活塞将顶在卡环处对A中气体有=,得TA=TA=750K，则B中气体温度也为750K.11.解：