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热等静压设备广泛用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到...

热等静压设备广泛用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.

1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;

2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强.

 

(1) (2) 【解析】 (1)设初始时每瓶气体的体积为,压强为;使用后气瓶中剩余气体的压强为,假设体积为,压强为的气体压强变为时,其体积膨胀为,由玻意耳定律得: 被压入进炉腔的气体在室温和条件下的体积为: 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为,体积为,由玻意耳定律得: 联立方程并代入数据得: (2)设加热前炉腔的温度为,加热后炉腔的温度为,气体压强为,由查理定律得: 联立方程并代入数据得:  
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考点分析:
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某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体.初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界.现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同.此时,容器中空气的温度__________(填高于”“低于等于)外界温度,容器中空气的密度__________(填大于”“小于等于)外界空气的密度.

 

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如图甲所示为型上端开口的玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗细部分截面积分別为S12cm2S2lcm2.封闭气体初始温度为451K,气体长度为L22cm,图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积変化的图线,大气压强P076 cmHg.求

1h1h2的值;

2)若缓慢升高气体温度,升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内

 

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如图所示,一底面积为S、内壁光滑且导热的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个厚度不计的轻质活塞AB,容器内a处有一小卡口;在AB之间、B与容器底面之间分别密闭着一定质量的同种理想气体I和Ⅱ,初始时活塞AB,活塞B与容器底部之间的距离均为L,气体Ⅱ的压强为2 p0。若将某物块放置在活塞A的上表面,稳定后活塞A向下移动0.6L。已知外界大气压强为p0,重力加速度大小为g,容器导热性能良好,设外界温度不变,

(i)请通过计算判断活塞B上述过程中是否向下移动;

(ii)求物块的质量M

 

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如图所示,可在竖直平面内转动的平台上固定着一个内壁光滑的气缸,气缸内有一导热活塞,活塞底面与气缸底面平行,一定量的气体做密封在气缸内.当平台倾角为37°时,气缸内气体体积为V,然后将平台顺时针缓慢转动直至水平,该过程中,可以认为气缸中气体温度与环境温度相同,始终为T0,平台转至水平时,气缸内气体压强为大气压强p02倍.已知sin37°=0.6cos37°=0.8

(1)当平台处于水平位置时,求气缸内气体的体积;

(2)若平台转至水平后,经过一段时间,环境温度缓慢降至0.9T0(大气压强p0保持不变),该过程中气缸内气体放出0.32p0V的热量,求该过程中气体内能的变化量△U

 

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两个相同的薄壁型气缸AB,活塞的质量都为m,横截面积都为S,气缸的质量都为MM/m2/3,气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸.将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后,跨过定滑轮,气缸B放在倾角为30O光滑斜面上,气缸A倒扣在水平地面上,气缸AB内装有相同质量的同种气体,体积都为V0,温度都为27℃,如图所示,此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力.设气缸内气体的质量远小于活塞的质量,大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍.

①若使气缸A的活塞对地面的压力为0,气缸A内气体的温度是多少度?

②若使气缸B中的气体体积变为,气缸B内的气体的温度是多少度?

 

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