如图所示,一个高度为
、内壁光滑的薄壁导热汽缸开口向上竖直放置,用质量为m,横截面积为S,密闭性良好的薄活塞封闭一定质量的理想气体,当用外力使活塞停在缸口时,缸内气体的压强为
(
为大气压强,且恒定不变)。现撤去外力,活塞从缸口由静止下落。最后停在缸口下方某一位置,环境的热力学温度恒为
,重力加速度大小为g。
(Ⅰ)求活塞停在缸口下方时到缸底的高度h;
(Ⅱ)若使缸内气体的温度缓慢升高,使活塞回到缸口求活塞回到缸口时缸内气体的热力学温度T。
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(Ⅰ)求活塞停在缸口下方时到缸底的高度h;
(Ⅱ)若使缸内气体的温度缓慢升高,使活塞回到缸口求活塞回到缸口时缸内气体的热力学温度T。
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更新时间:2021-11-23 17:16:33
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解答题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】将一个内壁光滑的汽缸开口朝右静置于光滑水平面上,汽缸质量为M=3kg,横截面积为S=20cm2。用一质量为m=2kg的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内,开始时活塞离汽缸底部的距离为l=40cm,现对汽缸施加一水平向左、大小为F=100N的拉力,如图所示。已知大气压强p0=1.0×105Pa,密封气体的温度、大气压强均保持不变,汽缸足够长,不计空气阻力,施加拉力作用当系统达到稳定状态后。求:
(1)汽缸的加速度大小;
(2)活塞离汽缸底部的距离。
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐2】上海新冠疫情期间,医疗物资紧缺,需要从北方调用大批大钢瓶氧气,每个大钢瓶的容积为
,在北方时测得大钢瓶内氧气压强为
,温度为
,长途运输到上海方舱医院检测时测得大钢瓶内氧气压强
。在方舱医院实际使用时,先用抽气机给真空小钢瓶缓慢分装,然后供病人使用,小钢瓶容积为
,分装后每个小钢瓶内氧气压强为
,要求大钢瓶内压强降到
的临界压强时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏,分装过程中温度保持不变,取
。求:
(1)在上海检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度;
(2)一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用。
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(1)在上海检测时钢瓶所处环境温度为多少摄氏度;
(2)一大钢瓶可分装多少小瓶供病人使用。
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】一定质量的理想气体被一厚度可忽略的活塞封闭在导热性能良好的汽缸内。活塞的质量m=20kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气,开始使汽缸水平放置(如图甲),活塞与汽缸底的距离L1=12cm,离汽缸口的距离L0=4cm。外界气温为27℃,大气压强为1.0×105Pa,将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置(如图乙),待稳定后对缸内气体逐渐加热,使活塞上表面刚好与汽缸口相平(如图丙)。g取10m/s2,求:
(i)此时(如图丙)缸内气体的温度;
(ii)在对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,若缸内气体增加的内能ΔU=318J,则气体吸收的热量Q多大。
(i)此时(如图丙)缸内气体的温度;
(ii)在对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,若缸内气体增加的内能ΔU=318J,则气体吸收的热量Q多大。
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,横截面积S=0.01m2的薄壁汽缸开口向上竖直放置,a、b为固定在汽缸内壁的卡口,a、b之间的距离h=0.03m,b到汽缸底部的距离H=0.45m,质量m=10kg的水平活塞与汽缸内壁接触良好,只能在a、b之间移动。刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强p0=1×105Pa,热力学温度T0=300K,活塞停在b处。取重力加速度大小g=10m/s2,活塞厚度、卡口的体积均可忽略,汽缸、活塞的导热性能均良好,不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度,外界大气压强恒定,求:
(i)当活塞刚要离开卡口b时,缸内气体的热力学温度T1;
(ii)当缸内气体的热力学温度T2=400K时,缸内气体的压强p。
(i)当活塞刚要离开卡口b时,缸内气体的热力学温度T1;
(ii)当缸内气体的热力学温度T2=400K时,缸内气体的压强p。
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适中
(0.65)
【推荐2】如图,内径均匀的弯曲玻璃管ABCDE两端开口,AB、CD段竖直,BC、DE段水平,AB=90cm,BC=CD=DE=30cm。在水平段DE内有一长10cm的水银柱,其左端距D点10cm。在环境温度为320K时,保持BC段水平,已知大气压为75cmHg且保持不变。(忽略液体表面张力及玻璃管内径的影响)
(1)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端刚刚没入水银面,再将环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出;
(2)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降低,求温度降低到多少K时,水银柱恰好有一半进入CD部分。
(1)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端刚刚没入水银面,再将环境温度缓慢升高,求温度升高到多少K时,水银柱刚好全部溢出;
(2)若将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,使A端刚刚没入水银面下5cm处。再将环境温度缓慢降低,求温度降低到多少K时,水银柱恰好有一半进入CD部分。
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