第九章气体性质

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1.如图所示,上端封闭的细玻璃管竖直插在汞槽中,管内有两段空气柱A和B,大气压强为75 cmHg,h1=20 cm,h2=15 cm,则空气柱A的压强为_______cmHg,空气柱B的压强为______cmHg。

【答案】

70,90

 

2.如图所示,总质量为M的气缸放在地面上,活塞连同手柄的质量为m,活塞的截面积为S,大气压强为声p0。当气缸竖直放置时,气缸内空气压强为_____。现用手握住手柄慢慢向上提,若不计摩擦和气体温度的变化,则在气缸离开地面时,气缸内气体的压强为________。

【答案】

p0mg/Sp0Mg/S

 

3.如图所示,水平放置的气缸,活塞的面积为10 cm2,在气体温度为27℃时,被封闭气体的体积为100 cm2,若大气压强保持为105 Pa,活塞所受的最大静摩擦力为5 N,能使活塞移动的最低气温为_______℃。

【答案】

42

 

4.如图所示,两端均开口的U形细玻璃管倒插入水杯中,管中有一段被水柱封闭的空气柱,在温度不变的情况下,把管子向上提一些,则左侧管内、外的水面高度差将_______;如保持管的位置不变,而使管内气体温度升高一些,则左侧管内、外的水面高度差将_______。

【答案】

保持不变,保持不变

 

5.如图所示,绝热气缸中有一绝热的活塞,把气缸分成A、B两部分。开始时,两部分气体的温度均为27℃,压强均为1.0×105 Pa,体积之比VAVB=4∶3,利用B中电热丝对B中气体加热,使活塞向左移动直至两部分体积之比VA′∶VB′=3∶4,此时气缸A内气体的温度为87℃。不计活塞与气缸的摩擦,则气缸A内气体的压强为______Pa,气缸B内气体的温度为_______℃。

【答案】

1.6×105,367

 

6.如图所示,右端开口的U形均匀细玻璃管竖直放置,在温度t1=31℃、p0=1 atm时,两管中汞面等高,左管中被汞柱封闭的空气柱长l1=16 cm,试求:

(1)在温度t2等于多少时,左管中空气柱长l2=18 cm;

(2)保持温度t2不变,在右管中加入多少汞,可使两管中汞面恢复等高。

【答案】

(1)87℃

(2)14 cm

 

7.如图所示,一直立的气缸,由截面积不同的两个圆筒连接而成,质量均为1.0 kg的活塞A、B用一长度为20 cm的不可伸长的细绳连接,它们可以在筒内无摩擦地上下滑动。A、B的截面积分别为20 cm2和10 cm2,A和B之间封闭有一定量的理想气体,A的上方及B的下方都是大气,大气压强保持为1.0×105 Pa。试求:

(1)活塞处于图示平衡位置(长度单位是cm)时,气缸内气体压强的大小;

(2)当气缸内气体的温度从600 K缓慢下降时,活塞A、B之间的距离保持不变,并一起向下移动,直至活塞A移到两筒的连接处。若此后气体温度继续下降,直至250 K,试分析在降温过程中气体的压强变化情况。

【答案】

(1)p1=1.2 atm

(2)从600 K至400 K,气体保持1.2 atm;从400 K至300 K气体压强逐渐减小到0.9 atm;从300 K至250 K,气体保持0.9 atm。

 

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