2023年高三物理二轮复习常见模型与练习27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型(解析版)_第1页
2023年高三物理二轮复习常见模型与练习27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型(解析版)_第2页
2023年高三物理二轮复习常见模型与练习27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型(解析版)_第3页
2023年高三物理二轮复习常见模型与练习27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型(解析版)_第4页
2023年高三物理二轮复习常见模型与练习27 有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型(解析版)_第5页
已阅读5页,还剩10页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

专题27有关理想气体实验定律的玻璃管类和气缸类模型

特训目标特训内容

目标1高考真题(ITTT)

目标2直玻璃管类模型(5T—8T)

目标3U型玻璃管类模型(9T—12T)

目标4单气缸类模型(13T—16T)

目标5关联气缸类模型(17T—20T)

【特训典例】

一、高考真题

1.足够长的玻璃管水平放置,用长19Cm的水银封闭一段长为25Cm的空气柱,大气压强为76CmHg,环境

温度为300K,将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直,贝

①空气柱是吸热还是放热

②空气柱长度变为多少

③当气体温度变为360K时,空气柱长度又是多少?

(答案】①放热;(2)20cm;③24cm

【详解】①②以封闭气体为研究对象,气体做等温变化,设玻璃管横截面积为S,玻璃管水平时

P1=76cmHg;½=255玻璃管竖起来后p2=ɪ9cmHg+76cmHg=95cmHg;V2=LS根据P,VI=p2V2解得L=20cm

气体体积减小,外界对气体做功,但其温度不变,内能不变,根据热力学第一定律可知气体向外放热;

③空气柱长度为20cm;由等压变化得J=M其中7>300K;匕=20S;匕=Ls解得£=24Cm

ʃɪ,2

2.水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示,汽缸中间有一固定隔板,将汽缸内一定质量的某种理想气体

分为两部分,"H"型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过,连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压

强均为大气压强外。活塞面积为S,隔板两侧气体体积均为北。,各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。

现将整个装置缓慢旋转至竖直方向,稳定后,上部气体的体积为原来的3,设整个过程温度保持不变,求:

(i)此时上、下部分气体的压强;

(ii)"H"型连杆活塞的质量(重力加速度大小为g)。

【详解】(1)旋转前后,上部分气体发生等温变化,根据玻意尔定律可知外∙s4=p∣∙gsz0解得旋转后上部

13

分气体压强为R=2p°旋转前后,下部分气体发生等温变化,下部分气体体积增大为5SA0+SL0=5SZυ,则

A,∙S4=P2jS。解得旋转后下部分气体压强为心=^p0

(2)对"H"型连杆活塞整体受力分析,活塞的重力叫竖直向下,上部分气体对活塞的作用力竖直向上,下

部分气体对活塞的作用力竖直向下,大气压力上下部分抵消,根据平衡条件可知RS=%g+PzS解得活塞的

质量为"=4f>S

3.定高气球是种气象气球,充气完成后,其容积变化可以忽略。现有容积为匕的某气罐装有温度为刀、压

强为Pl的氮气,将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平衡状态后,气罐和球内的

温度均为Z,压强均为初I,k为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度,气球内气体视为理想气

体,假设全过程无漏气。

(I)求密封时定高气球内气体的体积;

(2)若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为“,求此时气体的压强。

【答案】(1)ʃv,;(2)半

kZ

【详解】(1)设密封时定高气球内气体体积为V,由玻意耳定律百匕=切"乂+丫)解得丫=—匕

(2)由查理定律中=,解得P=华

ɪl'2ɪl

4.如图(a)所示,"系留气球"是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氮气球,作为一种长期留空平台,具

有广泛用途。图(b)为某一"系留气球”的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔,主气

囊内封闭有一定质量的氢气(可视为理想气体),副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。

当气球在地面达到平衡时,活塞与左挡板刚好接触,弹簧处于原长状态。在气球升空过程中,大气压强逐

渐减小,弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时,活塞与右挡板刚好接触,氨气体积变为地面时的L5

倍,此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的,。已知地面大气压强m=l.OxlOSpa、温度9300K,弹簧

始终处于弹性限度内,活塞厚度忽略不计。

(1)设气球升空过程中氧气温度不变,求目标高度处的大气压强P;

(2)气球在目标高度处驻留期间,设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时,弹簧压缩量为左、右

4

挡板间距离的彳。求气球驻留处的大气温度•

【详解】(1)汽囊中的温度不变,则发生的是等温变化,设气囊内的气体在目标位置的压强为P∣,由玻意

211

耳定律PoK=Pi•1.5%解得P1=不必由目标处的内外压强差可得P「P=二见解得〃=7Po=5.O×lO4Pa

362

44

(2)有胡克定律下二"可知弹簧的压缩量变为原来的则活塞受到弹簧的压力也变为原来的:,即

14219

P'=z&x==77P。设此时气囊内气体的压强为P2,对活塞压强平衡可得P2=R+"=3PO由理想气体状

651530

态方程可得竽=竽其中%=%+0∙5%x^=儿解得7=jfjn=266K

∣o155150

二、直玻璃管类模型

5.如图,一粗细均匀的长细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为/7的水银柱,水银柱下密封了一定量

的理想气体,静止时下方气体体积为V0,之后长细管在外力作用下以大小为g的加速度竖直向上做匀加速

直线运动,管内气体温度不变。已知大气压强为po,液体密度为夕,重力加速度为g,求

(1)静止时下方气体压强;

(2)竖直向上匀加速直线运动时气体体积。

【答案】(1)Pl=P(>+Pgh;(2)v=θɔ.⅛

p0+2pgh

【详解】(1)设细管横截面积为S,液柱质量m=静止时根据力的平衡可得PF=R)S

解得PI=PO+0g∕7

(2)液柱竖直向上匀加速直线运动,由牛顿第二定律得(P2-Po)S—mg=/m;α=g解得P2=p0+20g∕?

由玻意耳定律得PK=Py解得V=婴

6.如图,上端开口、下端封闭的长度为L=60cm的细玻璃管竖直放置,一段长为/=15Cm的水银柱下方封

闭有长度也为/?=15cm的空气柱,此时环境温度为2=27℃。己知大气压强为p°=75cmHg,求

(1)如果使玻璃管绕封闭端在竖直平面内缓慢地转动半周,在开口向下时管内封闭空气柱的长度;

(2)将该气体温度升高为多少时,水银即将溢出。

【答案】(1)22.5cm:(2)900K或627回

【详解】(1)设玻璃管的横截面积为5,水银的密度为夕,当玻璃管开口竖直向上时,气体的压强Pl=Po+Pg/

假设旋转到开口竖直向下时水银不会流下,此时气体的压强P2=Po-0g∕旋转过程温度不变,由玻意耳定律

PIhS=P也S解得∕ι2=22.5cm由于/+4=22.5Cm+15Cm=37.5CmVL=60Cm所以旋转半周过程中,没有水银从

玻璃管流下,管内封闭空气柱的长度为22.5cm。

ISV

(2)当水银刚要溢出时,设温度为7>,被封气体的体积为匕=(LT)S根据等压变化规律有赤二2丁=才

乙/ɔ[X3

得7>=900K即O=(900-273)0=6270

7.热学中将标准大气压定为"°=75CmHg。如图所示是一个竖直放置的下端封闭、上端开口且足够长的粗

细均匀的玻璃管。长为4=10Cm的水银柱封闭了一段空气柱,空气柱的长度4=18cm。已知外界的压强为

标准大气压,环境的温度保持不变,取重力加速度g=10m∕s2,管内气体视为理想气体。试求:

(i)此时玻璃管内气体的压强(用CmHg作单位);

(ii)若对玻璃管施加一外力,使其向上做加速度为Sm//的匀加速直线运动,求稳定后管内空气柱的长度。

,2

__jf_

一"Γ

y

【答案】⑴P,=85cmHg;(ii)∕=17cm

【详解】对水银柱分析受力,设空气的压强为P∣,水银柱的横截面为S,根据平衡条件有口S=Mg+p°S

又m=pl1S解得Pl=pgl2+PO=85cmHg

(H)对水银柱,由牛顿第二定律有P2S-P0S-mg=ma又m=pl2S可得p?=Po+PlIg+解得

P?=90cmHg对管内的气体,由玻意耳定律有讯S=PjS解得/=17Cm

8.如图所示,一支粗细均匀、长L=80cm的玻璃管开口向上竖直放置,管中有一段长A=15cm的水银柱封

闭着长L∕=50cm的空气柱,外界大气压强为Po=75cmHg,保持气体温度不变。

(1)若让玻璃管自由下落,稳定后空气柱的长度为多少;

(2)若将玻璃缓慢转至管口竖直向下,通过计算判断此过程是否有水银溢出?稳定后空气柱长度为多少?

(¾√721≈27)

【答案】(D60cm;(2)70cm

【详解】(1)初态压强P=Po+Pn体积匕=LS自由下落,水银完全失重,气体压强B'=P',体积VY=LS

由波意耳定律PW∕=P∕'V∕'得L'=60cm

(2)假设旋转后无水银溢出,压强P2=Po∙P/,气体长度变为乙2,由尸W∕=P2L2S得L2=75cm;L2+h>L

故假设不成立,有水银溢出,设水银溢出后,空气的长度变为X,压强B=/V(80-x)=x-5由波意耳定律

PW/=PMs1得x=70Cm

三、U型玻璃管类模型

9.如图所示,三个粗细均匀装有一定量水银的导热试管底部连通,静止在水平面上,初始时三管中的水银

面处于同一水平面,每个试管上端封闭有20Cm的理想气体。试管下端AB部分和BC部分长度之比为1:2.

现让试管一起以某一加速度向左运动,稳定时发现A管水银面下降了IOCm,B管中水银面保持不变。己知

环境温度始终不变,求原来三个试管中的气体压强。

ABC

【答案】30CmHg

【详解】如图所示,设开始时试管中封闭气体的初始压强为外,气柱长为4,试管的横截面积为S,加速

稳定后A、B、C管内气体压强分别为八生、外,因试管导热FL环境温度不变,根据玻意耳定律,对A管中

封闭气体有PAS=p44+10cm)S代入数据可得R=;Po对B管中封闭气体分析可知其压强不变,P2=Pn

对C管中封闭气体有p0L0S=ft(Zfl-10cm)S可得p3=2p0设试管下端AB部分水银的质量为m,则BC部分

水银的质量为2,“,根据牛顿第二定律,对AB部分水银有(+pgʌʌ-Pi)S=(Po+夕必/7-gPojS=M7<7

对BC部分水银有M+PgMi-p)S=Imu即(2p0+0gΔΛ-0O)S=2ma联立解得pn=30cmHg

10.如图所示,左侧玻璃管中用"=26Cm长的水银柱将一定量气体封装在一球形容器中,玻璃管足够长,

玻璃管横截面积为S=7.68×10~4m2,球形容器的容积为V=2.56×IO-4m3。气体初始时温度为T=300K,

在距玻璃管下端h=12Cm处开有小孔(忽略孔的粗细),小孔通过一段软管连接右侧封闭有一段气柱的玻璃

管,右侧玻璃管横截面积和左侧玻璃管横截面积相等,气柱长为L=IoCm,气柱温度保持不变。刚开始时,

右侧玻璃管封闭气体的水银面刚好与小孔位置相平。当球形容器中温度上升后,球形容器中气体使封装水

银面升高至小孔处。已知大气压强为为=76cmHg。求此时右侧玻璃管中水银面上升的高度以及此时球形

容器中气体的温度。

【答案】lcm,404K

【详解】设右侧玻璃管中水银面上升的高度为h球形容器内气体最终的温度为工,以球形容器内气体为研

究对象,初态压强P=Po+H=102cmHg初态体积和温度为v=2.56xlOTm3,T=300K末态时压强

PVPV

Pl=PO+H-y末态体积为K=V+∕z5由理想气体状态方程得〒=中1∙以右侧玻璃管中气柱为研究对象,初

l1∖

态压强和体积PLPo+H-h=90cmHg;V2=LS末态时压强和末态体积为p3=pH+H-2y-V3=LS-yS

由玻意耳定律得Pz%=P3匕得y=km,7;=404K

11.如图所示的U形玻璃管,左管开口,右管管口封闭,管中一段水银在右管中封闭了一段气柱,气柱高

度为20cm,左右两管中水银面的高度差为IOCm,左管水银柱的横截面积为1cm2,右管中水银柱的横截

面积为2cm2。已知环境温度为27C,大气压强为75CmHg,左管足够长,右管中水银柱高度大于5cm。

(i)若在左管中缓慢倒入水银,使右管中气柱体积减少!,求需要倒入水银的体积;

O

(H)若给右管中气柱缓慢加热,使左管中水银液面与右管顶端相平,求气柱需要升高的温度。

【答案】⑴27cm,.(ii)141K.

【详解】(i)开始时,封闭气体的压强为:PI=Po+10CmHg=85CmHg假设倒入水银后,右管中气体压强为

P2,则理想气体发生等温变化,根据玻意尔定律:PAS2=p,x%S,解得:Pz=102cmHg左右管中液面的

O

(20、20

高度差为:=(1。2-75)Cm=27Cm倒入水银的体积:V=I17+—Icmxlcm2+—cm×2cm2=27Cm';

(ii)若给右管中气柱缓慢加热,使左管中水银液面与右管管口相平,假设气柱升高温度为AT,此时左管

液面上升IOCm,右管中液面下降5cm,则右管中气体压强:凸=A>+25cmHg=IOOcmHg根据理想气体状

PM2_Pg

态方程:解得:

T1^7]+ΔT

12.2020年新冠肺炎的爆发对人们的生产、生活和生命安全带来了巨大的影响。医生给病人输液时,若需

要输送两瓶相同的药液,可采用如图所示的装置。细管”是通气管(可通气但不会有药液流出),细管人是

连通管(可通气也可通药液),C是输液管(下端的针头与人体相连,图中未画出),开关K可控制输液的快

慢和停止输液。A、B是两个相同的药瓶,放置的高度相同。开始时,两药瓶内液面与管口的高度差均为4,

液面与瓶底的高度差均为乩已知药液的密度为。,大气压强为力,重力加速度为g,不考虑温度的变化。

(1)打开K,药液缓慢输入病人体内。当A瓶内液面与管口的高度差〃=与时,通过通气管进入瓶内气体

的质量与开始时A瓶内气体质量的比值%为多少?

(2)若打开K开始输液时就将通气管堵住,则当A瓶内液面与管口的高度差G=3时,药瓶内液面上方的

压强为多少?

(2p0+2pgd-0g%)%=2d(p°-pg%)

【答案】(1)4(PLWd'P'2d+%

【详解】(1)通气管与大气相通,管口处的压强为P。。药液逐渐流出时,只耍A瓶管口上方还有药液,B

瓶内药液的体积就不变,其上方气体的体积就不变。开始时A瓶内气体的压强为Pl=A)-0g∕⅛通入气体后,

A瓶内气体的压强为P2=R1-0g∕7=Po∖pg%设药瓶的内横截面积为S,则开始时A内气体的体积K=ClS

通入气体后,A内气体的体积匕=[d+(4j)]S=[d+与卜由于气体等温变化,设通入压强为外的气体的

体积为AV,则有PM+PoAy=PM设通入A内的气体在等温条件下压强为Pi时的体积为匕',则piAV=plV2

由公式机=。丫可知,通过通气管进入瓶内气体的质量与开始时A瓶内气体质量的比值为&=也联立解得

/::(2。。+2Pgd-∕g%)%

4(P「pgk)d

(2)若开始输液时把通气管堵住,则药液逐渐流出时,两药瓶内液面同步降低。则有PM=P3%

2d(p0-pghn)

解得P3=

24+4

四、单气缸类模型

13.如图所示,水平地面上有一上端开口的汽缸,汽缸总长为L,通过一厚度不计的活塞封闭一定质量的理

想气体,活塞质量为W=竽,其中P。为大气压强、S为活塞的横截面积、g为重力加速度,开始时,汽缸

5g

3

内气体温度为27团,活塞到汽缸底端距离为g3现对汽缸缓慢加热,活塞上移.求:

(1)汽缸内气体温度升到127回时,活塞到汽缸顶端的距离;

(2)汽缸内气体温度升到327回时,缸内封闭气体的压强。

【答案】(1)ɪʌ:(2)1.44p0

【详解】(1)由题意可知,在活塞移动到汽缸顶端前的过程中,气体发生的是等压变化。

状态1:V1=-LS,η=300K,Pl=P0+整=9p°;状态2:V2=L2S,7ζ=400K,p2=pt=^-p0

5S55

V½441

由盖•吕萨克定律,得f=二解得。=二七则活塞到汽缸顶端的距离为I=L-=L==L

τxT2-555

(2)当活塞恰好移动到汽缸口时,封闭气体的温度为7>,状态3:Vi=LS,P3=P∣=∖PO由盖•吕萨克定

VV,

律,得背1=才解得(=500K=227℃因为227。C<327。C所以气体接着发生等容变化

状态4:V4=LS,7>600K,P4由查理定律,得M=M解得0=当Po=L44p°

,3z425

14.如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在内壁光滑的气缸中,气缸和活塞绝热性能良好,活塞的横

截面积为S,质量为m,静止在与气缸底部距离为L的小挡板上;密闭气体的压强、温度与外界大气相同,

分别为Po和"。现接通电热丝加热气体,电热丝两端电压为U,电流为/,通电时间为/,活塞缓慢向上移

动距离2L后静止,重力加速度为g,求该过程:

(1)气体内能的增量AU;

(2)最终温度‰

2L

L电热丝

斗门

【答案】(1)。〃一(AS+mg)2L;(2)3工)[1+管]

【详解】(1)活塞移动时受力平衡RS=A)S+作气体对外界做功W=PR2Z,气体吸收的热量Q=UO

根据热力学第一定律=Q-W解得=5一(+mg)2L

(2)活塞发生移动前,等容过程牛=与活塞向移动了2L,等压过程J=S又有匕=3SL=3%

%ʃɪʃɪi2

解得q=3"(l+等]

(SPo)

15.如图,一圆柱形气缸固定在水平地面上,用质量〃?=Ikg、横截面积S=IoOOCm2的活塞密封着一定质量的

理想气体,跨过光滑定滑轮的轻绳两端分别连接着活塞和一质量M=I2kg的重物,左、右侧的绳均竖直,活

塞与气缸之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等且为IoN,开始时缸内气体的温度为U27回,压强为

p=0.9×105Pa,活塞与气缸底部的距离为”=50Cm,重物与水平地面的距离为∕z=10cm,外界大气压为

po=l.O×lO5Pa,重力加速度g=10m∕s2,现对缸内气体缓慢加热,求:

(1)重物恰好开始下降时缸内气体的温度;

(2)重物刚与地面接触时缸内气体的温度。

【答案】(1)330K;(2)396K

【详解】(1)以气缸中的气体为研究对象,初态:温度T=f+273K=300K,压强p=O.9χl()5pa;

末态(重物恰好开始下降时):温度工,设气缸中气体压强为P∣;活塞处于平衡状态,由力的平衡条件有

RS+Mg=%S+,"g+/解得R=O∙99χlθ5pa气缸中的气体做等容变化,由查理定律有台与L解得

Tt=330K

(2)活塞从开始运动至重物刚好与地面接触过程中,设末态温度为乃,气体做等压变化,初末状态的体积

VV

为匕="S,匕=("+/OS由盖一吕萨克定律有b=法解得n=396K

1∖1I

16.为了监控高温锅炉外壁的温度变化,在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸,汽缸内气体温度

可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上,用质量为,,?=2kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截

面积为S=20cn?。当汽缸内温度为300K时,活塞与汽缸底间距为L,活塞上部距活塞4处有一用轻质绳

悬挂的重物当绳上拉力为30N时•,警报器报警。已知室外空气压强Po=LoXIO'Pa,活塞与器壁之间摩

擦可忽略。重力加速度大小取IOm小。求:

(1)当活塞刚刚接触到重物时,锅炉外壁温度为多少?

(2)若锅炉外壁的最高安全温度为1200K,那么重物的质量至少应为多少?

【答案】(1)400K;(2)47kg

【详解】⑴活塞上升过程为等压变化匕=3V2=(L+^)S根据盖吕萨克定律J=J得乃=40C)K

3ɪɪj2

(2)活塞碰到重物后到绳的拉力为30N是等容过程,设重物质量为M.p2S=P,S+mg.

P3S=PoS+(m+M)g-T根据查理定律今=?解得M=47kg

五、关联气缸类模型

17.一水平放置的气缸左端开口与大气相通,活塞可在气缸内壁左右移动。活塞右边用一隔板将气缸分成

体积均为%的两部分,隔板左侧是理想气体,右侧是真空,隔板右侧还有一电阻丝可加热。活塞厚度可忽

略,活塞和气缸壁均绝热,不计一切摩擦。开始时活塞处于静止状态,大气压强为po。外界和理想气体温

度均为先。现拔掉隔板,用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好回到初始位置再次静止。

(1)求活塞刚好回到初始位置再次静止时的温度T-,

(2)整个过程中,若电阻丝提供的热量为。,求理想气体内能的增加量。

l

理≡

活塞

【答案】(1)2To↑(2)Q-poVo

【详解】(1)全过程为等压过程,由盖―吕萨克定律可有争=乎解得7=2八

(2)全过程可分解为两个步骤:过程1,拔掉隔板,大气压推动活塞往右滑动,由于隔板右侧原来是真空,

此过程大气压不做功,活塞刚刚到达原隔板位置;过程2,电阻丝缓慢加热气体,系统内能增加,气体对外

做功,把活塞推回到原来位置。由热力学第一定律有AU=W+Q理想气体推动活塞对外做功为

W-PO(2V0-V0)故在加热过程中,理想气体内能的增加量为AU=Q-PoK

18.如图所示,两水平放置的导热汽缸底部由管道连通,轻质活塞“、6用刚性轻杆相连,可在汽缸内无摩

擦地移动,两活塞横截面积分别为5。和凡,且SjSz,=2:3。缸内密封有一定质量的气体,系统处于平衡状

态时:左右汽缸内气体的体积均为%。已知大气压强为外,环境温度为",忽略管道中的气体体积,两活

塞始终未脱离汽缸。

(1)若活塞在外力作用下,使右侧汽缸内的体积减小(%,求稳定后缸内气体的压强。

(2)若大气压强力不变,缓慢升高环境温度,当α活塞刚要与汽缸底部接触时,求此时的环境温度。

305

【答案】⑴Pz/p。;(2)T=^τa

【详解】(1)设缸中气体的压强为以活塞〃、匕和刚性轻杆为研究对象,根据力的平衡有

p£+p°S〃=p∣Sz,+pOS(I解得R=PO以左右汽缸内全部气体为研究对象,初状态气体体积K=2%,压强

45V29

P=P;末状态气体体积为匕=£%+%+瞪Y=二匕压强设为P2;根据等温变化规律有PM=PM

i0ɔɔIɔ1ɔ

解得P?=1?4

(2)以左右汽缸内全部气体为研究对象,初状态气体体积匕=2%,压强Pl=P0,温度为7;;末状态气体

体积为匕=%+苓压强P3=p°,温度设为T,根据等压变化规律有J=V■解得T=J"

19.如图所示,两个导热良好的汽缸A和B通过一体积不计的细管相连,细管中间有一小隔板将两汽缸内

的气体分开。两汽缸内的气体分别被光滑的活塞封闭,左右两边活塞上分别放有质量均为,〃的物块,初始

3/21

时刻,两活塞距汽缸底的距离均为:,右边活塞到两个卡子〃、N的距离为已知环境温度不变,不

44

考虑活塞的厚度和重力,汽缸B中活塞的横截面积为2S,汽缸A中活塞的横截面积为S,外界大气压强为P0,

mg=P0S,重力加速度为g。

(1)求初始时汽缸A及汽缸B中气体的压强;

(2)由于小隔板缓慢漏气,经过足够长的时间后,汽缸A中的活塞到达汽缸A的最底端,求此时汽缸B中

气体的压强。(计算结果均用力表示)

【答案】⑴2p0,学;(2)p0

2O

【详解】⑴初始时,对汽缸A中活塞,根据平衡条件可得AS=PoS+,曲可得Pl=Po+鬻=2%

ð

对汽缸B中活塞,根据平衡条件可得P2-2S=pn-2S+mg可得汽缸B中气体的压强P?=为+黑=IPO

(2)由于小隔板缓慢漏气,经过足够长的时间后,汽缸4中的活塞到达汽缸A的最底端,假设活塞B恰好

到达MN处,根据理想气体状态方程,可得PM+P2%=PV

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论