33热学计算题

1、热学（3-3 ）、液柱移动1. 如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长 li=25.0cm的空气柱，中间有一段长 l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度b=40.0cm .已知大气压强为Po=75.OcmHg .现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下 部空气柱长度变为li =20.0cm .假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离2. 如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面为三10凸旳（

2、环境温度不变，大气压强州二化狀Hg）I 求稳定后低压舱内的压强（用“ cmH做单位） 此过程中左管内的气体对外界 _ （填 做正功”做负功”不做功”），气体将 （填 吸热”或放热）。3. 如图所示，U形管右管横截面积为左管 2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为 26cm、 温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为 36cm，大气压为76cm Hg .现向右管缓 慢补充水银. 若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为 20cm时，左管内气体的压强为多大？ 在条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？4. 如图所示，在一辆静止的

3、小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的TI竖直部分与水平部分的长度均为I,管内装有水银，两管内水银面距管口均为 。现将u形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为一。已知重力加速度为 g，水银的密度为p,大气压强为po= pgl，环境温度 保持不变，求(i) 左管中封闭气体的压强p;(ii) 小车的加速度 a。5. 如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为 V= 90 cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 C时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出hi= 16

4、cm,水银柱上方空气柱长 ho= 20 cm。现在对金属球形容器缓慢加热。（已知大气压po= 76 cmHg, U形玻璃管的横截面积为 S= 0.5cm2）.求：（i）当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上？当加热到277C时停止加热（此时右管中还有水银），求此时金属球形容器内U形玻璃管左侧、右两侧水银面的高度差。6. 某同学用一端封闭的 U形管，研究一定质量封闭气体的压强，如图乙所示，U形管竖直放置，当封闭气柱长为Lo时，两侧水银面的高度差为h，大气压强为Po。求 封闭气体的压强（用cmHg作单位）； 若Lo=2Ocm , h=8.7cm，该同学用与 U形管口径相同的量筒往U形管

5、内继续缓慢注入 水银，当再注入13.3cm长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐。设环境温度不变，求7. 一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为76cmHg，当气体温度为27 C时空气柱长为8cm，开口端水银面比封闭端水银面低2cm，如图所示，求:(1 )当气体温度上升到多少 C时，空气柱长为10cm ？6cm ？(2 )若保持温度为27 C不变，在开口端加入多少长的水银柱能使空气柱长为fi!1!：H： : 邮;!：!ilSBi頤播HiSBil 翻liP的液体,8. 如图为均匀薄壁 U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S,内装有密度为右管内有一质量为 m的活塞搁在

6、固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气，温度现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左、右两管液面保持不动，试求:(1)温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升;(2)温度升高到多少时，两管液面高度差为L。9. 如图所示为一简易火灾报警装置其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 C时，空气柱长度 Li为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度 h为8cm，大气压强为75cm水银柱高.(1 )当温度达到多少C时，报警器会报警？(2)如果要使该装置在 87 C时报警，则应该

7、再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？(3 )如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？,-Q10.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 po=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？得左侧管内气体恢复最初的长度?0AB(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、活塞移动问题11. 如图，绝热气缸 A与导热气缸B均固定于地面，由刚

8、性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为Vo、温度均为To。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的 1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积 Va和温度Ta。3212. 如图，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 Po,外界和气缸内气体温度均为7 C且平衡时，活塞 a离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞

9、b在气缸的正中央.(i)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；16时，求氧气的压强.bB13. 一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为 h，可沿气缸无摩擦地滑 动，取一小盒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。再取相同质量的一小盒沙子缓 慢地倒在活塞的上表面。外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。14如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底 部l=36cm处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了 一定质量的气体。当气体的温度T0=300K大气压强p0 =

10、 1.0 X 105P时, 活塞与气缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度。现对气 缸加热，使活塞缓慢上升，求：I miI(i) 活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1;(ii) 封闭气体温度升高到 T2=540K时的压强p215.用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成A、B两部分，其容积之比 Va：Vb=2:1 ,如图所示，起初 A中有温度为127 C、压强为1.8 X105 Pa的空气，B中有压强为1.2 X105 Pa、温度为27 C的空气，拔去销 钉后使活塞无摩擦地移动(不漏气)，由于容器壁缓慢导热，最后温度都变成27 C，活塞也停止移动，求最后A中气体的压强。16如图，柱形

11、容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料。开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等。在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H3处：已知大气压强为 po。求：气体 最后的压强与温度。17.如图所示，水平放置一个长方体的封闭气缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体 分为完全相同的A、B两部分.初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T .使A的温度升高AT而保持B部分气体温度不变.则A部分气体的压强增加 量为多少？p JI/If,B18.如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细 管连通，顶部的细管带有阀门 K两汽缸的容积均为 Vo,汽缸中各有一个绝热活塞 (质量不同， 厚度可忽略).开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视