气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降,其简易结构如图所示,圆柱形气缸与椅面固定连接,总质量为,横截面积为的柱状气动杆与底座固定连接,可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体,稳定后测得封闭气体柱长度为。设气缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力,已知大气压强为,室内温度,取。若质量为M的人盘坐在椅面上,稳定后椅面下降的高度为,室内温度保持不变。
(1)求坐椅上人的质量M;
(2)稳定后,室内气温缓慢升高至,此过程中封闭底座气体内能增加2.0J,求封闭气体与外界交换的热量。
(1)求坐椅上人的质量M;
(2)稳定后,室内气温缓慢升高至,此过程中封闭底座气体内能增加2.0J,求封闭气体与外界交换的热量。
更新时间:2023-05-05 22:46:28
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【推荐1】如图所示,汽缸内A、两部分气体由竖直放置、横截面积为S的绝热活塞隔开,活塞与汽缸光滑接触且不漏气。初始时两侧气体的温度相同,压强均为,体积之比为。现将汽缸从如图位置缓慢转动,转动过程中A、两部分气体温度均不变,直到活塞成水平放置,A在上,在下,此时A、两部分气体体积相同。之后保持A部分气体温度不变,加热部分气体使其温度缓慢升高,稳定后A、两部分气体体积之比仍然为,已知重力加速度大小为。求:
(1)活塞的质量;
(2)部分气体加热后的温度与开始时的温度之比。
(1)活塞的质量;
(2)部分气体加热后的温度与开始时的温度之比。
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【推荐2】图为一个横截面积足够大的喷水装置,内部装有200L水,上部密封1atm的空气1.0L。保持阀门关闭,再充入2atm的空气1.0L。设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变。
(1)求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强
(2)打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高),通过计算,画出喷水过程中气体状态变化的图象,求最后容器内剩余水的体积。(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)
(1)求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强
(2)打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高),通过计算,画出喷水过程中气体状态变化的图象,求最后容器内剩余水的体积。(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)
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【推荐3】如图所示,有一竖直放置的圆筒,导热性能良好,两端开口且足够长,它由a、b、c三段粗细不同的部分连接而成,各部分的横截面积分别为2S、S、S。两活塞A、B的质量分别为2m、m,用长为4l的不可伸长的轻绳相连,把一定质量的气体密封在两活塞之间,活塞静止在图示的位置。已知外界大气压强为P0,被封闭气体可视为理想气体,外界环境温度不变,忽略活塞与圆筒之间的摩擦,重力加速度为g,求:
(i)图示位置轻绳的拉力为多少;
(ii)慢慢把圆筒旋转至水平位置时,密封气体的压强可能为多少。
(i)图示位置轻绳的拉力为多少;
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【推荐1】如图所示横截面积分别为S、3S的活塞a和活塞b用竖直轻细杆连接。并将一定质量的理想气体封闭在竖直固定的汽缸内。活塞a下方悬挂质量为 m的物块,系统在图示位置处于静止状态,此时上方气柱长度为2L。下方气柱长度为3L。已知外界大气压强恒为p 。封闭气体的热力学温度T1= 270 K。重力加速度大小为g,不计两活塞的质量与厚度,不计一切摩擦。
(1)求封闭气体的压强p1;
(2)现对封闭气体缓慢加热,直至活塞b上升的高度为L ,求此时封闭气体的热力学温度T2。
(1)求封闭气体的压强p1;
(2)现对封闭气体缓慢加热,直至活塞b上升的高度为L ,求此时封闭气体的热力学温度T2。
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【推荐2】如图所示,M、N为两个相同汽缸水平放置,左侧是底部,右侧是顶部,都是导热的,其余部分都绝热,汽缸左侧和右侧均有细管连通,右侧的细管带有阀门K。两汽缸的容积均为V0,汽缸中分别有A、B两个绝热活塞(质量不计,厚度可忽略),活塞由不同的磁性材料制成,均受到左侧各自汽缸底部给予的平行于侧壁的恒定的磁力作用,磁力不交叉作用。开始时K关闭,M、N两汽缸内活塞左侧和N汽缸内活塞右侧充有理想气体,压强分别为p0和;A活塞左侧气体体积为,其右侧为真空:B活塞右侧气体体积为,两个活塞分别在磁力束缚下处于稳定状态(不计活塞与汽缸壁间的摩擦)。求:
(1)稳定状态下,A、B活塞受到的磁力、分别是多少?(已知活塞面积均为S)
(2)现使两汽缸左侧与一恒温热源接触,平衡后A活塞向右移动至M汽缸最右端,且与顶部刚好没有接触,已知外界温度为T0,求恒温热源的温度T?
(1)稳定状态下,A、B活塞受到的磁力、分别是多少?(已知活塞面积均为S)
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【推荐3】如图所示,开口向上的汽缸C静置于水平桌面上,用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体,轻绳一端系在活塞上,另一端跨过两个定滑轮连着劲度系数k=2800N/m的竖直轻弹簧A,弹簧A下端拴接一质量m=14kg的物块B。开始时,汽缸内气体的温度t1=27℃,活塞到汽缸底的距离L1=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,一切摩擦均不计,热力学温度与摄氏温度的关系式为T=t+273K,现使汽缸内气体缓慢冷却,求:
(1)当物块B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度为多少摄氏度?
(2)气体的温度冷却到-93℃时物块B离桌面的高度H。
(1)当物块B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度为多少摄氏度?
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【推荐1】轻薄柔软的家用密封收纳袋主要用于装棉被和一些家用物品,抽出空气后具有防潮、防异味等特点(如图所示),某同学用家里的密封收纳袋进行探究和测算,密封收纳袋内装有一定体积的物品,抽出部分空气后在℃时收纳袋总体积为19dm3,将其拿到27℃的空调房间里时,收纳袋的体积膨胀了1dm3,密封收纳袋中气体看成理想气体,大气压强保持不变。
(1)求内装物品的实际体积:
(2)若封闭气体的内能U与热力学温度T的关系为U=10TJ,求该过程中封闭气体吸收的热量Q。
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【推荐2】如图所示,放置在水平面上的高度为2L的导热汽缸内,用质量为m,面积为S的活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸的底部之间用一根轻弹簧连接,弹簧的原长为L,劲度系数,在弹性限度内,弹簧能够承受的最大弹力等于活塞的重力。开始时,汽缸处于温度为T的环境中,弹簧恰好处于原长。已知大气压强的大小恒为,重力加速度为g,不计弹簧体积、不计活塞的厚度及活塞与汽缸之间的摩擦力。
(1)环境温度在什么范围内变化时,弹簧不会超出其弹性限度?
(2)若环境温度从(1)中的最低温度缓慢升高至最高温度的过程中,封闭气体的内能增加了5mgL,求此过程中气体从外界环境中吸收的热量Q。
(1)环境温度在什么范围内变化时,弹簧不会超出其弹性限度?
(2)若环境温度从(1)中的最低温度缓慢升高至最高温度的过程中,封闭气体的内能增加了5mgL,求此过程中气体从外界环境中吸收的热量Q。
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