【選修3-3選做題】
一氣缸豎直倒放在水平地面上，缸體質(zhì)量M=10 kg，活塞質(zhì)量m=4 kg，活塞橫截面積S=2×10-3 m2�；钊厦娴臍飧桌锓忾]了一定質(zhì)量的理想氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105 Pa�；钊旅媾c勁度系數(shù)k=2×103 N/m的輕彈簧相連。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為127℃時(shí)彈簧為自然長(zhǎng)度，此時(shí)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L1=20 cm，g取10 m/s2，活塞不漏氣且與缸壁無(wú)摩擦。
（1）當(dāng)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L2=24 cm時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為多少開(kāi)？
（2）缸內(nèi)氣體溫度上升到T0以上，氣體將做等壓膨脹，則T0為多少開(kāi)？
解：（1）在氣體溫度為127℃時(shí)，對(duì)活塞根據(jù)平衡條件有P0S=mg+P1S
在氣缸內(nèi)氣體長(zhǎng)度L2=24 cm時(shí)，對(duì)活塞根據(jù)平衡條件有P0S+k(L2-L1)=mg+p2S
根據(jù)氣體狀態(tài)方程有
代入解得T2=600K
（2）當(dāng)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣缸對(duì)地壓力為零，此后再升高氣體溫度，氣體壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化。設(shè)氣缸剛好對(duì)地沒(méi)有壓力時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為△x，則k△x=(m+M)g
對(duì)氣缸，根據(jù)平衡條件有p3S=Mg+P0S
根據(jù)氣體狀態(tài)方程有
各式聯(lián)立解得T0=1012.5 K
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖，一上端開(kāi)口，下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，下部有長(zhǎng)l1=66cm的水銀柱，中間封有長(zhǎng)l2=6.6cm的空氣柱，上部有長(zhǎng)l3=44cm的水銀柱，此時(shí)水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg。如果使玻璃管繞低端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)一周，求在開(kāi)口向下和轉(zhuǎn)回到原來(lái)位置時(shí)管中空氣柱的長(zhǎng)度。封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生漏氣。

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一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過(guò)程的p-V圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27℃。則：
（1）該氣體在狀態(tài)B、C時(shí)的溫度分別為多少℃？
（2）該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中內(nèi)能的變化量是多大？
（3）該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中是吸熱，還是放熱？傳遞的熱量是多少？

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【選修3-3選做題】
一根兩端開(kāi)口、橫截面積為S=2cm2足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定（插入水銀槽中的部分足夠深）。管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長(zhǎng)L=21cm的氣柱，氣體的溫度T1=280K，外界大氣壓取P0=1.0×105Pa（相當(dāng)于75cm汞柱高的壓強(qiáng)）。
（1）對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到T2=320K，求此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度；
（2）在活塞上施加一個(gè)豎直向上的拉力F=4N，保持氣體的溫度T2不變，求平衡后氣柱的長(zhǎng)度及此時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差。

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一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化圖如箭頭順序所示，AB平行于縱軸，BC平行于橫軸，CA段是以縱軸和橫軸為漸近線(xiàn)的雙曲線(xiàn)的一部分，且已知A狀態(tài)的壓強(qiáng)和體積分別為、、，且，試求解下列問(wèn)題：
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（2）從B到C過(guò)程中，是氣體對(duì)外做功還是外界對(duì)氣體做功？做了多少功？

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