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如图,容积均为的气缸、下端有细管(容积可忽略)连通,阀门位于细管的中部,、的顶部...

如图,容积均为的气缸下端有细管(容积可忽略)连通,阀门位于细管的中部,的顶部各有一阀门中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在的底部;关闭,通过给气缸充气,使中气体的压强达到大气压3倍后关闭。已知室温为27℃,气缸导热。(取)。

(1)打开,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;

(2)接着打开,求稳定时活塞的位置;

(3)再缓慢加热气缸内气体使其温度升高20℃,求此时活塞下方气体的压强。

 

(1),;(2)上升到的顶部;(3) 【解析】 (1)设打开后,稳定时活塞上方气体的压强为,体积为。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得 ① ② 联立①②式得 ③ ④ (2)打开后,由④式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与中气体的体积之和为时,活塞下气体压强为。由玻意耳定律得 ⑤ 由⑤式得 ⑥ 由⑥式知,打开后活塞上升直到的顶部为止;此时为 (3)设加热后活塞下方气体的压强为,气体温度从升高到的等容过程中,由查理定律得 ⑦ 将有关数据代入⑦式得  
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考点分析:
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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?

 

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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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左端封闭的形玻璃管,左侧与右侧的竖直玻璃管长度相等,左端封闭,右端开口,放置在水平地面上.开始时在玻璃管内注入液体A,液体A的密度为ρA,当平衡时封闭的气体的长度为l0,玻璃管右侧的液面距离管口的距离为2l0,如图所示.现从管口缓慢地注入另一种密度为ρB的液体B,当左侧玻璃管内的气体的长度为时,右侧的液面刚好与玻璃管口相平齐.假设整个过程中环境的温度不变,外界大气压强恒为p04ρAgl0.则液体A和液体B的密度的比值为多少?

 

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