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1、计算题 图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变成状态C的V-T图象。已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。
(1)说明A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;
(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的p-T图象,并在图象相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定有关坐标值,请写出计算过程。

参考答案:解:(1)由图甲可以看出,A与B连线的延长线过原点O,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB
根据盖-吕萨克定律可得:
所以
(2)由图甲可知,由B→C是等容变化,根据查理定律得:

所以

则可画出由状态A→B→C的p-T图象如图所示

本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,竖直放置的均匀细U型试管,左侧管长LOA=30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27°C,左右两管水银面等高.已知大气压强为p0=75cmHg.
(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?
(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度?
参考答案:(1)p2=p0+ρgh=85?cmHg
L2=L1+h2=25cm
从状态1到状态2由理想气体状态方程P1V1T1=P2V2T2
代入数据75×20300=85×25T2
得T2=425K?即t2=152℃
(2)设加入水银长度为x,则p3=p0+px=(75+x?)cmHg
从状态1到状态3经历等容过程.
由理想气体状态方程得
T3=T2=425K
代入数据75300=75+x425
得x=31.25cm
答:(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为152℃
(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入31.25cm长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,两气缸AB粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径为B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气;当大气压为p0,外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的
,活塞b在气缸的正中央。

(
参考答案:
本题解析:
本题难度:困难
4、计算题 如图所示,一只装有空气的密闭烧瓶,用玻璃管和水银气压计连接,气压计两管内的水银面在同一水平面上,水银气压计两玻璃管之间用橡胶管(图中涂黑部分)相连,现降低烧瓶内空气的温度,同时移动气压计右管,使气压计左管内的水银面保持在原来的水平面上,请计算说明并画出△h-△t的关系图线。(△h表示气压计两管内水银面高度差,△t表示烧瓶内所降低的温度)

参考答案:解:设密闭烧瓶的空气压强为P0,温度为T0,由于体积不变,当温度降低△t,压强也相应减少△P
根据
而△P=ρg△h
则
△h与△t之间的关系图线如图所示

本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 一潜水艇位于水面下h=200m处,艇上有一容积V0=2m3的贮气钢筒,筒内贮有压缩空气,贮气钢筒与艇内水箱有阀门相通,水箱有排水孔和海水相连,当打开阀门,将筒内一部分空气压入水箱后,立即关闭阀门,这时水箱中排出的海水V=10m3,而筒内剩余气体的压强是P2=95atm,设在排水的过程中温度保持不变,海面上大气压强为P0=1atm,海水的密度为1×103 kg/m3,求贮气筒内压缩空气原来的压强P1。
参考答案:解:本题思维流程

选取放出部分的气体为研究对象,这部分气体原来在贮气筒中的压强设为P1,体积为V1
放出后的压强为水面下200m处的压强
,体积为V=10m3
由于气体的温度不变,根据玻意耳定律有:P1V1=p3V ①
再取剩余的气体为研究对象,这部分气体原来的压强为P1,体积为V0-V1(两部分气体在初态时的体积和等于贮气筒的容积),膨胀后的体积为V0,压强为P2=95atm,根据玻意耳定律有:
P1(V0-V1)=P2V0 ②
由①②两式解得P1=200atm
本题解析:
本题难度:一般