题目内容

[物理3—3]

        如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升上h,此时气体的温为T1。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:

   (1)气体的压强。

   (2)加热过程中气体的内能增加量。

   (3)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。

(1)(2)

(3)


解析:

(1)取活塞为研究对象,由受力平衡得 …………①

   (2)气体对外做功 …………②

    由热力学第一定律得 …………③

    解得 …………④

   (3)设活塞回到原位置时,气体的温度为T2

    则 …………⑤

    由气态方程  …………⑥

    解得  …………⑦

练习册系列答案
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“物理3-3”模块
(1)(在给出的四个选项中,可能只有一个选项正确,也可能有多个选项正确,全部选对3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分),下列说法正确的是
ABF
ABF

A.热量可以从低温物体传到高温物体
B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C.任何自然过程不一定总是沿着熵增加的方向进行的
D.电冰箱即使在工作时,也不可能把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
E.悬浮在液体中的颗粒越大,周围液体分子撞击的机会越多,布朗运动越明显
F.第二类永动机不可能制成,是因为它违背了热力学第二定律
(2)如图1所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体(可看做理想气体).若活塞固定,密封气体温度升高1℃,需要吸收的热量为Q1;若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高1℃,需要吸收热量为Q2.Q1和Q2哪个大?为什么?
(3)如图2,截面均匀,长度足够的U型细玻璃管两端都开口,管内两段水银柱封闭着一段空气柱.开始时,空气柱被封闭在U型管左侧的A、B两点之间,空气柱长为15cm,温度为27℃,A点上方水银柱长为25cm,BC高为5cm,若U型管底边CD长10cm,此时的大气压强为75cmHg.现保持气体的温度不变,从U型管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱,试求稳定时管内的空气柱长度为多少?

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