物理-热学(打印)

1、玻璃泡玻璃泡A内封有一定量气体，与内封有一定量气体，与A相连的相连的B管插在管插在水银槽水银槽中，管内水银面的高度中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出设管上的刻度直接读出设B管的体积与管的体积与A玻璃泡的体积相比可忽略不计在玻璃泡的体积相比可忽略不计在1标准大气压下对标准大气压下对B管进行温度管进行温度刻度（刻度（1标准大气压相当于标准大气压相当于76cmHg的压强，等于的压强，等于101kPa）已知当温度）已知当温度t127 时，管内水银面高度时，管内水银面高度x116cm，此高度即为，此高度即为27

2、的刻度线，问的刻度线，问t0 的刻的刻度线在何处度线在何处所以：所以： 0 的刻度线在的刻度线在76-54.6=21.4 cmHg合作深化1气缸气缸长为长为L=1m，固定在水平面上，气缸中有横截面积，固定在水平面上，气缸中有横截面积为为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体理想气体，当温度为当温度为t=27，大气压强为，大气压强为P0=1105Pa时，气柱时，气柱长长度度为为l=90cm，气缸和活塞的厚度均可忽略不计求：，气缸和活塞的厚度均可忽略不计求：如果温度保持不变，将活塞缓慢如果温度保持不变，将活塞缓慢拉拉至至气缸右端口，气缸右端口，此时

3、此时水平拉力水平拉力F的的大大小小是多少？是多少？如果气缸内气体温度缓慢升高，如果气缸内气体温度缓慢升高，使使活塞活塞移至气缸右移至气缸右端口端口时，气体温度时，气体温度为为多少多少摄氏度？摄氏度？19、（、（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体一形状不规则的固体A封闭在气缸内。在气缸内距缸底封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动。两限制装置，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在开始时活塞搁在a、

4、b上，缸内气体的压强为上，缸内气体的压强为p0（p0=1.0105 Pa为大气压强），温度为为大气压强），温度为300K。现缓慢。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开，活塞恰好离开a、b;当温度为当温度为360K时时, 活塞上升了活塞上升了4cm。求。求:(1)活塞的质量活塞的质量(2)物体物体A的体积的体积baK3001 TPa100151 .pVV 40601K3302 TPa10401001452)mg.(p- 12VV 360K3 T23pp VV 40643设物体设物体A的体积为的体积为V，气体的状态参量为：，气体的状态参量为：2211TpTp

5、 3322TVTV 3640cm V气体从状态气体从状态1到状态到状态2为等容过程：为等容过程：代入数据得代入数据得代入数据得代入数据得 m=4kg气体从状态气体从状态2到状态到状态3为等压过程：为等压过程：解：解：练习练习2、如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温如图所示，气缸内封闭有一定质量的理想气体，当时温度为度为0，大气压为，大气压为1atm(设其值为设其值为105Pa)、气缸横截面积为、气缸横截面积为500cm2，活塞重为，活塞重为5000N。则：。则：（1）气缸内气体压强为多少？）气缸内气体压强为多少？（2）如果开始时内部被封闭气体的总体积为）如果开始时内部被封闭气体的总

6、体积为 汽缸上部汽缸上部体积体积为为 ，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能，并且汽缸口有个卡环可以卡住活塞，使之只能在在汽缸汽缸内运动，所有摩擦不计。现在内运动，所有摩擦不计。现在使使气缸气缸内的气体加热至内的气体加热至273，求气缸，求气缸内内气体压强又为多少？气体压强又为多少？,V054051V 30051V解：解： (1)由受力平衡可知：由受力平衡可知：Pa1002105005000100154502 .SGpp(2)缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为缸内气体先做等压变化，活塞将运动到卡环处就不再运动，设此时温度为T1 ， 有有 010054VTVT

7、所以所以0145TT 接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设所求压强为接下来继续升温，气缸内气体将做等体积变化，设所求压强为p2，故有，故有 2211pTpT 代入可得代入可得 Pa102358511122 .ppTTp30051V问题3:如图所示,竖直放置的连通器左、右两管为口径不同的均匀直玻璃管，横截面积S右2S左,用水银将空气封闭在右管中,平衡时左、右水银面相平，右管内水银面距管顶l010cm。现将一活塞从左管上口慢慢推入左管，直到右管水银面比左管水银面高出h6cm为止。求此时左、右两管中气体的压强。已知大气压强p076cmHg,温度不变。l0左右提示：这是两个研究对象的问题，左、

8、右两管内的封闭气体都遵从玻意耳定律，它们之间的几何关系和压强关系是解决问题的桥梁。左右左右几何关系: h1 S左 h2 S右 S右2S左 又h1 + h2 6cm h1 4cm h2 2cm . .玻意耳定律: 对左管气体 p1V1 p2V2 76 10S左( p26) (10h1x) S左 . . 对右管气体 p1V1 p2V2 76 10S右 p2 (10h2) S右 . 联立，解得 p295cmHg x 6.5 cm分析与解答：l0 =10cmx =?h1h276cmHg6cm如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为 ，横截面积为 ，小活

9、塞的质量为 ，横截面积为 ；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为 ，气缸外大气压强为 ，温度为 。初始时大活塞与大圆筒底部相距 l/2 , 两活塞间封闭气体的温度为 ，现气缸内气体 温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度 取 10m/s2，（i） 在大活塞与大圆筒底部接触 前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（ii）缸内封闭的气体与缸外大气达 到热平衡时，缸内封闭气体的压强。12.50mkg2180.0scm21.50mkg2240.0scm40.0lcm51.00 10pPa303TK1495Tk如图，由U形 管和细管连 接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0C的水槽中，B

10、的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空，B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。（i）求玻璃泡C中气体的压强（以mmHg为单位）（ii）将右侧水槽的水从0C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60mm，求加热后右侧水槽的水温。如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K，两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为

11、理想气体），压强分别为p0和p0/3；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触 ；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求：（i）恒温热源的温度T；（ii）重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx。如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，活塞与气缸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m1=3m，m2=2m）（1）在两活

12、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（假定环境温度始终保持为T0）（2）在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢上升到T，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）气体再次达到平衡后两活塞的高度差为5h/4（2）气体对活塞做了5mgh（T/T0 -1)的功问题导向（2014葫芦岛一模）如图所示，底部相通的左右两个葫芦岛一模）如图所示，底部相通的左右两个气气缸缸，内部盛有水银，左气缸上部有，内部盛有水银，左气缸上部有-活塞，封住一定活塞，封住一定质量质量的的理理 想气体初始状态左右气缸内水银面髙度相等，想气体初始状态

13、左右气缸内水银面髙度相等，此此时时左缸气柱长左缸气柱长L=20cm左右气缸横截面积比为左右气缸横截面积比为2：1，外外界界大气压强相当于大气压强相当于75cm水银柱高现将左气缸上活塞水银柱高现将左气缸上活塞缓缓慢慢向下推，当右边水银向下推，当右边水银 面比左边水银面高面比左边水银面高h=15cm时，时，停停止止推活塞，待稳定后（封闭气体温度保持不变），求推活塞，待稳定后（封闭气体温度保持不变），求活活塞向下塞向下移动的距离（结果保留两位有效数字）移动的距离（结果保留两位有效数字）由玻意耳定律得：p1V1=p2V2 解得：H50/3设左气缸内水银面初末高度差为h，由题意，左气缸内水银转移到右气缸内水银体积相等h 2s=（h-h） s 解得h=5cm活塞向下移动的距离d=L+h-H=8.3cm；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。压强计的两臂截面处处相同。U形管内盛有密度为=7.5102kg/m3的液体。开始时左、右两气室的体