高中物理選修3-3分子動理論、分子力、分子勢能和內(nèi)能、液體固體、氣缸模型-資料下載頁
2025-07-24 18:41本頁面
【正文】 P、Q之間運動。開始時活塞停在Q處，氣體溫度為300 K，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至活塞運動到P處，整個過程中的pV圖線如圖2所示。設外界大氣壓強p0＝105 Pa。(1)寫出圖2中氣體狀態(tài)的變化過程，求卡口Q下方氣體的體積以及兩卡口之間的體積；(2)求活塞剛離開Q處時氣體的溫度以及缸內(nèi)氣體的最高溫度。解析：(1)從題圖2可以看出，氣體先做等容變化，然后做等壓變化，最后做等容變化。由題圖2可知，卡口Q下方氣體的體積V0＝10－3 m3兩卡口之間的體積ΔV＝(10－3－10－3)m3＝10－3 m3。(2)從題圖2可以看出，開始時缸內(nèi)氣體的壓強為p1＝105 Pa活塞剛離開Q處時，氣體壓強p2＝105 Pa由查理定律有：＝解得：T2＝400 K活塞最終運動到P處，由題圖2可知，此時氣體壓強p3＝105 Pa，體積V3＝10－3 m3由理想氣體狀態(tài)方程有：＝解得：T3＝600 K。答案：(1)變化過程見解析 10－3 m3 10－3 m3(2)400 K 600 K“液柱”類問題[典例示法][例2] (2017南昌重點中學模擬)如圖所示，兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的上部有一定長度的水銀柱，兩段空氣柱被封閉在左右兩側的豎直管中。開啟上部連通左右水銀的閥門A，當溫度為300 K，平衡時水銀柱的位置如圖(h1＝h2＝5 cm，L1＝50 cm)，大氣壓強為75 cmHg。求：(1)右管內(nèi)空氣柱的長度L2；(2)關閉閥門A，當溫度升至405 K時，左側豎直管內(nèi)空氣柱的長度L3。(大氣壓強保持不變)[解析] (1)左管內(nèi)氣體壓強：p1＝p0＋ρgh2＝80 cmHg，右管內(nèi)氣體壓強：p2＝p1＋ρgh1＝85 cmHg，設右管內(nèi)外液面高度差為h3，則p2＝p0＋ρgh3，解得h3＝10 cm，右管內(nèi)空氣柱長度L2＝L1－h(huán)1－h(huán)2＋h3＝50 cm。(2)設玻璃管橫截面積為S，由理想氣體狀態(tài)方程＝，解得：L3＝60 cm。[答案] (1)50 cm (2)60 cm [演練沖關]7.(2017晉城模擬)如圖甲所示，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置，管長為L，管里一段長L的水銀柱封住一段長L的氣柱，溫度為T0，大氣壓強為p0。(1)現(xiàn)通過降低氣柱溫度，使水銀柱下降L，氣柱溫度應降為多少？(2)若氣柱溫度不變，在管口加一個厚度、重力不計的活塞，給活塞加一個向下的力，使活塞緩慢向下移動，當水銀柱下降L時，活塞下降的距離為多少？解析：(1)氣柱發(fā)生等壓變化，由蓋—呂薩克定律得：＝，解得：T2＝T0。(2)對下部氣柱由玻意耳定律得：LS＝p下2LS，解得：p下2＝2，對上部氣柱，p上2＝p下2－L＝2p0＋L，對上部氣柱由玻意耳定律得：p0LS＝h上2S，解得：h上2＝，則活塞向下移動的距離：d＝L－＋L＝L－。答案：(1)T0 (2)L－9
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