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如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0cm的水银柱,水银...

如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0cm.若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76cmHg,环境温度为296K

1)求细管的长度;

2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度.

 

(1)41cm;(2)312K 【解析】 以“液柱”为模型,通过对气体压强分析,利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度,找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键.易错点:误把气体长度当成细管长度. (1)设细管的长度为l,横截面的面积为S,水银柱高度为h;初始时,设水银柱上表面到管口的距离为h,被密封气体的体积为V,压强为p;细管倒置时,气体体积为V1,压强为p1.由玻意耳定律有 pV=p1V1① 由力的平衡条件有 p=p0–ρgh③ 式中,p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小,p0为大气压强.由题意有 V=S(L–h1–h)④ V1=S(L–h)⑤ 由①②③④⑤式和题给条件得 L=41cm⑥ (2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T,由盖–吕萨克定律有 ⑦ 由④⑤⑥⑦式和题给数据得 T=312K⑧  
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如图,一容器由横截面积分别为2SS的两个汽缸连通而成,容器平放在地面上,汽缸内壁光滑.整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气.平衡时,氮气的压强和体积分别为p0V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p.现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:

1)抽气前氢气的压强;

2)抽气后氢气的压强和体积.

 

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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.

 

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在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cml2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求U形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中,气体温度不变.

 

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p-V图所示,123三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1T2T3.用N1N2N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,则N1______N2T1______T3T3N2______N3.(填大于”“小于等于

 

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如图,气缸固定于水平面,用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体,活塞与缸壁间摩擦不计.当大气压强为1.0×105Pa、气体温度为87℃时,活塞在大小为40N、方向向左的力F作用下保持静止,气体压强为____Pa.若保持活塞不动,将气体温度降至27℃,则F变为______N.

 

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