题目内容

14.如图所示,A、B是放置在水平面上的两个形状相同的气缸,其长度为L,S是在B汽缸内可无摩擦滑动的活塞,它的厚度可忽略,A、B之间有一个体积不计的细管联通,K为阀门,A气缸和细管是导热材料制成的,B气缸是绝热材料制成的.开始时阀门关闭,活塞处于B气缸的左端,A、B气缸内分别密闭压强为2p0和p0的两种理想气体,气体温度和环境温度均为T0,打开阀门K后,活塞向右移动$\frac{L}{5}$的距离并达到平衡(此过程环境温度不变).求:
(1)A气缸内气体的压强;
(2)B气缸内气体的温度.

分析 (1)A气体发生等温变化,根据玻意耳定律列式求解
(2)B气体的pVT都变化,根据理想气体状态方程列式计算

解答 解:(1)打开阀门K后,A气缸内气体等温膨张,有
$2{p}_{0}^{\;}LS={p}_{A}^{\;}(L+\frac{L}{5})S$①
解得A气缸内气体的压强${p}_{A}^{\;}=\frac{5}{3}{p}_{0}^{\;}$②
(2)打开阀门K后,B气缸内气体绝热压缩,平衡后的气体压强为
${p}_{B}^{\;}={p}_{A}^{\;}=\frac{5}{3}{p}_{0}^{\;}$③
由理想气体状态方程,有
$\frac{{p}_{0}^{\;}LS}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{{p}_{B}^{\;}(L-\frac{L}{5})S}{{T}_{B}^{\;}}$④
解得B气缸内气体的温度${T}_{B}^{\;}=\frac{4}{3}{T}_{0}^{\;}$
答:(1)A气缸内气体的压强$\frac{5}{3}{p}_{0}^{\;}$;
(2)B气缸内气体的温度$\frac{4}{3}{T}_{0}^{\;}$.

点评 本题考查气体实验定律和理想气体状态方程的综合应用,关键是明确状态变化的过程,列出初末状态参量,一定要注意气体实验定律的成立条件.

练习册系列答案
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19.在研究性课题的研究中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件.现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻Rx(阻值约2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.4V).在操作台上还准备了如下实验器材:

A.电压表V(量程4V,内阻Rv约10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA1约5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻RA2约50Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω.额定电流1A)
E.电阻箱Ro (0~999.9Ω)
F.开关S-只、导线若干
①小刚采用伏安法测定Rx的阻值,他使用的电是待测的锂电池.图甲是他连接的部分实验器材,请你用笔划线在答题卡上完成实物连接.小刚选用的电流表应是A2(选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值大于真实值(填“大于”或“小于”);
②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r.
a.小聪的实验操作是:闭合开关S.调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为Ul;调整电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2.根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E=$\frac{{{U_1}{U_2}({R_1}-{R_2})}}{{{U_2}{R_1}-{U_1}{R_2}}}$;
b.小明认为用线性图象处理数据更便于分析.他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象为一条直线(见图丙).则该图象的函数表达式为$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{ER}+\frac{1}{E}$,由图丙可知该电池的电动势E=3.3V、内阻r=0.25Ω.

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