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(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。

解析试题分析:气缸导热良好,说明气体温度一直等于外界温度T0,设气缸底面积为S,活塞质量为m0,大气压强p0
开始平衡时有
沙子倒完后平衡时,对活塞分析
整理可得
根据理想气体状态方程有可得
联立可得
外界温度变为T时,根据理想气体状态方程可得
根据活塞平衡可得
重新平衡后的气体体积
考点:理想气体状态方程

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,粗细均匀的玻璃细管上端封闭,下端开口,竖直插在足够大而且足够深的水银槽中,管内封闭有一定质量的空气,玻璃细管足够长,半径远小于水银槽半径。管内气柱长4cm,管内外水银面高度差为10 cm. 现将玻璃管沿竖直方向缓慢向下移动多长距离,才能使管内外水银面恰好相平?(大气压强相当于75cmHg)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

一定质量的理想气体按图示过程变化,其中bc与V轴平行,cd与T轴平行,则b→c过程中气体的内能________(填“增加”“减小”或“不变”),气体的压强________(填“增加”“减小”或“不变”)。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如下的P-t图象。已知在状态B时气体的体积VB =3L,求①气体在状态A的压强;②气体在状态C的体积。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图(a)所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10-3m2、质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa。现将气缸竖直放置,如图(b)所示,取g=10m/s2。求:

(1)活塞与气缸底部之间的距离;
(2)加热到675K时封闭气体的压强。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

汽车未装载货物时,某个轮胎内气体的体积为V0,压强为p0;装载货物后,该轮胎内气体的压强增加了Δp.若轮胎内气体视为理想气体,其质量、温度在装载货物前后均不变,求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,绝热气缸封闭一定质量的理想气体,被重量为G的绝热活塞分成体积相等的M、N上下两部分,气缸内壁光滑,活塞可在气缸内自由滑动。设活塞的面积为S,两部分的气体的温度均为T0,M部分的气体压强为p0,现把M、N两部分倒置,仍要使两部分体积相等,需要把M的温度加热到多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:

(a)缸内气体的压强p1
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(6分)气缸长为L=1m,固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞,活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度为t=27℃,大气压为p0=1×105 Pa时,气柱长度为l=0.9m,气缸和活塞的厚度均可忽略不计.求:

①如果温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸右端口,此时水平拉力F的大小?
②如果气缸内气体温度缓慢升高,使活塞移至气缸右端口时,气体温度为多少摄氏度?

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