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如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截...

如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内.外界温度为t1、大气压为p0,此时气柱高度为l,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g

(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面,则需要施加的最小力F1多大?

(2)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F2的大小.

(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度为多少摄氏度?

 

(1);(2);(3) 【解析】 试题(1)对正确分析,使气缸能离开地面,则整体处于平衡状态的时候,施加的力F最小,则. (2)设起始状态气缸内气体压强为,当活塞缓慢拉至气缸顶端,设气缸内气体压强为 由玻意耳定律得: 在起始状态对活塞由受力平衡得: 在气缸顶端对活塞由受力平衡得: 联立并代入数据得: (3)压强不变,则由盖-吕萨克定律得:.代入数据解得:.  
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考点分析:
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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,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,求:

1)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;

2)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.

 

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某自行车轮胎的容积为V.里面已有压强为P0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到P,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是P0,体积为(  )的空气.

A.  B.  C. -1)V D. +1)V

 

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一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气.若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.

 

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一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管长为,顶端封闭,上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M相通;逐渐提升R直到中水银面与顶端等高,此时水银已进入,且中水银面比顶端低,如图(b)所示。设测量过程中温度、与相通的待测气体的压强均保持不变。已知的内径均为M的容积为,水银的密度为,重力加速度大小为。求:

(i)待测气体的压强

(ii)该仪器能够测量的最大压强

 

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