如圖，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強(qiáng)為
p0
2
；氣缸內(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)過足夠長時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為P0，重力加速度為g．求：
①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V；
②整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．
①活塞在B處時(shí)，對(duì)活塞B，
由平衡條件得：p0S+mg=pBs，
解得，氣體壓強(qiáng)：pB=p0+
mg
S
，
pA=
p0
2
，VA=V0，pB=p0+
mg
S
，
活塞從A到B過程，由玻意耳定律：pAVA=pBVB，
解得：VB=
p0V0S
2(p0S+mg)
；
②活塞下降的高度：h=
V0
S
-
VB
S
，
活塞下降過程，外界對(duì)氣體做功：
W=Fh=pBSh=
p0V0
2
+
mgV0
S
，
由于氣體的溫度不變，內(nèi)能的變化：△E=0，
由熱力學(xué)第一定律可知：△U=W+Q，
Q=-（
p0V0
2
+
mgV0
S
），負(fù)號(hào)表示氣體對(duì)外放出熱量；
答：①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積為
p0V0S
2(p0S+mg)
；
②整個(gè)過程中通過缸壁放出的熱量為
p0V0
2
+
mgV0
S
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

對(duì)一定質(zhì)量的氣體，在等溫條件下得出體積V與壓強(qiáng)p的數(shù)據(jù)如下表：

（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)在下面坐標(biāo)紙上畫出p-圖線，說明可得到什么結(jié)論。

（2）由所做圖線，求p=8.85×105pa時(shí)該氣體體積。
（3）說明該圖線斜率大小和溫度的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C的三個(gè)變化過程，則通過圖象可以判斷A．B．C三個(gè)狀態(tài)，氣體的體積VA、VB、VC的大小關(guān)系是______．
設(shè)A狀態(tài)體積為150ml，則C狀態(tài)的體積為______ml．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

用如圖所示的傳統(tǒng)打氣筒給容器打氣，設(shè)打氣筒的容積為V0，底部有一閥門K可自動(dòng)開啟并不漏氣，活塞A上提時(shí)外界大氣可從其四周進(jìn)入打氣筒，活塞下移時(shí)可把打氣筒內(nèi)氣體推入B中．若B的容積為4V0，A、B內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)等于大氣壓P0，為使B中氣體壓強(qiáng)達(dá)到10P0，則需打氣______次．某同學(xué)設(shè)想在筒內(nèi)焊接一卡環(huán)C（體積不計(jì)）來控制B內(nèi)的壓強(qiáng)，為了控制B內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大不超過10P0，則卡環(huán)C到打氣筒頂部的距離h與打氣筒總長H的比值為______（所有摩擦不計(jì)，打氣時(shí)溫度不變，連接部分體積不計(jì)）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

粗細(xì)均勻的細(xì)直玻璃管，上端封閉，豎直插入一大汞槽中．管內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，玻璃管上端離開汞槽液面的高度為H，汞柱高度為h，如圖所示．保持玻璃管上端離開汞槽液面的高度H不變，而使玻璃管發(fā)生傾斜（沒有氣體溢出），則（　�。�
A．汞槽液面以上部分的汞柱長度將增加
B．汞槽液面以上部分的汞柱高度將減小
C．管內(nèi)氣柱的長度將增加
D．管內(nèi)氣柱的壓強(qiáng)將減小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，均勻直玻璃管下端封閉，開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段長為h=15cm的水銀柱封住一段空氣柱，溫度為t1=27°C、大氣壓強(qiáng)為p0=75cmHg時(shí)氣體柱長度為L1=40cm，問：
（1）初始時(shí)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1為多大？
（2）若保持溫度不變，把玻璃管開口向下豎直放置，管內(nèi)空氣柱長L2為多大？
（3）若將玻璃管再轉(zhuǎn)到開口向上豎直放置，要保持管內(nèi)空氣柱長度為L2不變，則管內(nèi)氣體溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?br/>

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖是一定質(zhì)量的理想氣體在不同體積時(shí)的兩條等容線．a(chǎn)、b、c、d表示四個(gè)不同的狀態(tài)，則（　�。�
A．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)c，其內(nèi)能減少
B．氣體由狀態(tài)a變到狀態(tài)d，其內(nèi)能增加
C．氣體由狀態(tài)d變到狀態(tài)b，其內(nèi)能增加
D．氣體由狀態(tài)b變到狀態(tài)a，其內(nèi)能減少

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（A類題）一圓柱形氣缸，質(zhì)量M為10kg，總長度L為40cm，內(nèi)有一厚度不計(jì)的活塞，質(zhì)量m為5kg，截面積S為50cm2，活塞與氣缸壁間摩擦不計(jì)，但不漏氣，當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0為1×105Pa，溫度t0為7℃時(shí)，如果用繩子系住活塞將氣缸懸掛起來，如圖所示，氣缸內(nèi)氣體柱的高L1為35cm，（g取10m/s2）求：
（1）此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；
（2）當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時(shí)，活塞與氣缸將分離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個(gè)直立的氣缸由截面積不同的兩個(gè)圓筒聯(lián)接而成，活塞A、B用一根長為2L的不可伸長的細(xì)線連接，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地上、下滑動(dòng)，它們的截面積分別為=20，=10，A、B之間封住一定質(zhì)量的理想氣體，A的上方與B的下方均與大氣相通，大氣壓始終保持為Pa．

(1)當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為600K，壓強(qiáng)為1.2×Pa時(shí)，A、B活塞的平衡位置如圖，已知B活塞質(zhì)量m=1kg，求活塞A的質(zhì)量（g取10m/）．
(2)當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度由600k緩慢降低時(shí)，活塞A、B之間保持距離不變，并一起向下緩慢移動(dòng)（可認(rèn)為兩活塞仍處在平衡狀態(tài)），直到A移動(dòng)到兩圓筒連接處．若此后溫度繼續(xù)下降，直到活塞A和B之間的距離小于2L時(shí)為止，試分析在降溫的整個(gè)過程中，氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變化的情況，并求出在這一過程中氣缸內(nèi)的氣體的最低溫度。

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