题目内容
2.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭着压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体,大气压强为1.0×105Pa.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为400K.(1)求气缸内气体的最终体积;
(2)在p-V图上画出缸内气体的状态变化的整个过程.
分析 由题意可知,气体开始做的是等温变化,后来做等压变化,由玻意耳定律与盖吕萨克定律列方程,可以求出气体的最终体积;然后做出气体状态变化的P-V图象
解答 解:(1)在活塞上方倒沙的过程中温度保持不变,对气体,
由玻意耳定律得,P0V0=P1V1,
代入数据解得:P1=2.0×105Pa,
在缓慢加热到127℃的过程中,气体压强保持不变,
由盖•吕萨克定律得,$\frac{{V}_{1}^{\;}}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{{V}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$,
所以${V}_{2}^{\;}=\frac{400×1×1{0}_{\;}^{-3}}{273}=1.47×1{0}_{\;}^{-3}{m}_{\;}^{3}$
(2)第一个过程是等温过程,由PV=C可知,P与V成反比,图象是反比例函数图象;
第二个过程是等压过程,气体的压强不变,温度升高,体积变大,图象是一条平行于V轴的直线;
整个物理过程的P-V图象如图所示;
答:(1)求气缸内气体的最终体积是1.47×10-3m3;
(2)图象如图所示.
点评 本题难度不大,要知道缓慢倒沙子的过程的温度不变,难点是分析清楚气体状态变化的过程.
练习册系列答案
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