1、简答题 如图所示,竖直放置的圆柱形气缸内有一不计质量的活塞,可在气缸内作无摩擦滑动,活塞下方封闭一定质量的气体.已知活塞截面积为100cm2,大气压强为1.0×105Pa,气缸内气体温度为27℃,试求:
(1)若保持温度不变,在活塞上放一重物,使气缸内气体的体积减小一半,这时气体的压强和所加重物的重力.
(2)在加压重物的情况下,要使气缸内的气体恢复原来体积,应对气体加热,使温度升高到多少摄氏度.
参考答案:(1)若保持温度不变,在活塞上放一重物,使气缸内气体的体积减小一半,
根据理想气体的等温变化:P1V1=P2V2
P1=1×105Pa?V1=V
P2=P2?V2=V2
解得:P2=2×105Pa?
活塞面积:S=100×10-4m2=10-2m2
因为P2=P0+GS
解得:所加的重物? G=1000N?
(2)在加压重物的情况下,保持气缸内压强不变,
要使气缸内的气体恢复原来体积,应对气体加热,
已知P3=2×105Pa?V3=V?T3=T3
根据理想气体状态方程:
p3V3T3=p1V1T1?
解得:T3=600K?
所以t=T-273℃=327℃
答:(1)若保持温度不变,在活塞上放一重物,使气缸内气体的体积减小一半,这时气体的压强为2×105Pa,所加重物的重力为1000N;?
(2)在加压重物的情况下,要使气缸内的气体恢复原来体积,应对气体加热,使温度升高到327℃.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 U形均匀玻璃管,左端开口处有一重力可不计的活塞,右端封闭,在大气压强p0=75cmHg、气温t0=87℃时,管内汞柱及空气柱长度(单位cm)如图所示,活塞的截面积为5.0×10-5m2,lcmHg=1.33×103Pa.试求:
(1)若使气体温度下降到t1=-3℃,活塞将移动的距离.
(2)保持气体温度t1=-3℃不变,用细杆向下推活塞,至管内两边汞柱高度相等,此时细杆对活塞的推力大小.
参考答案:(1) s=6cm.
(2)F=(p1"-p0)S=3.6N
本题解析:(1)左端气柱p1=75cmHg,T1=360K,V1=4S,
p1"=75cmHg,T1"=270K.
V1/T1=v1"/T1",
代人数据4/360=V1"/270,得V"1=3s,气柱长3cm.
设右端汞柱上升xcm,右端气柱p2=100cmHg,T2=360K,V2=30S,
T2"=270K,V2"=(30-x)s,p2"=(100-2x)cmHg.
p2V2/T2=p2"V2"/T2",
代人数据100×30/360=(100-2x)(30-x)/270,x2-80x-375=0,
得x1=5,x2=75(不合题意舍去).
活塞下降距离s=6cm.
(1)当两边汞柱高度相等时,右端气柱v2"=17.5s,p2"V2"=p2"v2",
代人数据得p2"=900/7cmHg;
左端气柱p1"=p2"=900/7cmHg,
活塞受力F+p0S=p1"S得
F=(p1"-p0)S=3.6N

本题难度:简单
3、选择题 (15分)下列说法正确的是:
A.两个分子之间的作用力会随着距离的增大而减小。
B.物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关。
C.一定质量的理想气体经历等容过程,如果吸热则其内能一定增加。
D.气体分子的运动速率符合宏观的统计规律