题目内容

【题目】如图所示,可自由活动的活塞将密闭的气缸分为体积相等的上下两部分AB ,初始时,AB中密封的理想气体的温度均方800KA中气体的压强为,活塞质量m=2.5kg,气缸横截面积,气缸和活塞都是由绝热材料制成的。现利用控制装置(未画出)保持A中气体的温度不变,缓慢降低B中气体的温度,使得B中气体的体积变为原来的,若不计活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度取g=10m/s2。求稳定后B中气体的温度。

【答案】

【解析】

根据玻意耳定律求出A中气体末态的压强,根据活塞的受力平衡分别求出B中气体初末状态的压强,再对B中的气体运用理想气体状态方程即可求解稳定后B中气体的温度.

根据题意,B中气体的体积变为原来的,则A中气体的体积以变为原来体积,即A中气体发生等温变化,根据玻意耳定律有

解得稳定后A中气体的压强

B中气体,初态

末态.

B中气体,由理想气体状态方程有

解得.

练习册系列答案
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【题目】在不受外力或合外力为零的弹性碰撞中,碰撞前后系统同时遵从能量守恒和动量守恒.上述理论不仅在宏观世界中成立,在微观世界中也成立.康普顿根据光子与电子的弹性碰撞模型,建立的康普顿散射理论和实验完全相符.这不仅证明了光具有粒子性,而且还证明了光子与晶体中电子的相互作用过程严格地遵守能量守恒定律和动量守恒定律.

1)根据玻尔的氢原子能级理论,E1为原子的基态能量,En在第n条轨道运行时氢原子的能量),若某个处于量子数为n的激发态的氢原子跃迁到基态,求发出光子的频率.

2)康普顿在研究X射线与物质散射实验时,他假设X射线中的单个光子与晶体中的电子发生弹性碰撞,而且光子和电子、质子这样的实物粒子一样,既具有能量,又具有动量(光子的能量hν,光子的动量).现设一光子与一静止的电子发生了弹性斜碰,如图所示,碰撞前后系统能量守恒,在互相垂直的两个方向上,作用前后的动量也守恒.

a.若入射光子的波长为λ0,与静止电子发生斜碰后,光子的偏转角为α=37°,电子沿与光子的入射方向成β=45°飞出.求碰撞后光子的波长λ和电子的动量P.(sin37°=0.6cos37°=0.8).

b.试从理论上定性说明,光子与固体靶中的电子(电子的动能很小,可认为静止)发生碰撞,波长变长的原因.

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