(選修3-3選做題)
如圖,由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中,B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空,B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后,U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。
(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位);
(2)將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時(shí),U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm,求加熱后右側(cè)水槽的水溫。
解:(1)在打開閥門S前,兩水槽水溫均為T0=273K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1,體積為VB,玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC,依題意有p1=pC+△p
式中△p=60mmHg。打開閥門S后,兩水槽水溫仍為T0,設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB
依題意,有pA=pC  ②
玻璃泡A和B中氣體的體積為V2=VA+VB   ③
根據(jù)玻意耳定律得p1VB=pBV2    ④
聯(lián)立①②③④式,并代入題給數(shù)據(jù)得  ⑤
(2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T'時(shí),U形管左右水銀柱高度差為△p。玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pc'=pa+△p ⑥
玻璃泡C的氣體體積不變,根據(jù)查理定理得  ⑦
聯(lián)立②⑤⑥⑦式,并代入題給數(shù)據(jù)得T'=364 K ⑧
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的,開始活塞被固定,打開固定螺栓K,活塞下落,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,活塞停在B點(diǎn),已知AB=h,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。
(1)求活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng);
(2)設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變,求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q(一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定)。

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(1)若在氣溫為27 ℃時(shí),用該氣壓計(jì)測(cè)得的氣壓讀數(shù)為64 cmHg,則實(shí)際氣壓應(yīng)為多少cmHg;
(2)若在氣溫為7 ℃時(shí),用該氣壓計(jì)測(cè)得的氣壓讀數(shù)為68 cmHg,則實(shí)際氣壓應(yīng)為多少cmHg。

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(選修3-3選做題)
如圖所示,一圓筒形汽缸靜止于地面上,汽缸的質(zhì)量為M,容積為V活塞(連同手柄)的質(zhì)量不計(jì),汽缸內(nèi)部的橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為P0,平衡時(shí)汽缸內(nèi)氣體體積為。現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提,直至缸口,在整個(gè)上提過(guò)程中氣體的溫度保持不變,不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦,求此時(shí)地面對(duì)汽缸的支持力。

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(選修3-3選做題)
如圖所示,大氣壓強(qiáng)為p0,氣缸水平固定,開有小孔的薄隔板將其分為A、B兩部分,光滑活塞可自由移動(dòng)。初始時(shí)氣缸內(nèi)被封閉氣體溫度T,A、B兩部分容積相同。加熱氣體,使A、B兩部分體積之比為1∶2。
(1)氣體應(yīng)加熱到多少溫度?
(2)將活塞向左推動(dòng),把B部分氣體全部壓入A中,氣體溫度變?yōu)?T,求此時(shí)氣體壓強(qiáng)。

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(1)如果溫度保持不變,能否將活塞從氣缸中拉出?
(2)保持拉力最大值不變,氣缸中氣體溫度至少為多少攝氏度時(shí),才能將活塞從氣缸中拉出?

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