【題目】橫截面積為S2S的兩圓柱形容器按圖示方式連接成一氣缸,每個(gè)圓筒中各置有一活塞,兩活塞間的距離為l,用硬桿相連,形成字形活塞,它把整個(gè)氣缸分隔成三個(gè)氣室,其中I、Ⅲ室密閉摩爾數(shù)分別為ν的同種理想氣體,兩個(gè)氣室內(nèi)都有電加熱器;Ⅱ室的缸壁上開(kāi)有一小孔,與大氣相通;1 mol該種氣體內(nèi)能為CT(C是氣體摩爾熱容量,T是氣體的絕對(duì)溫度)。當(dāng)三個(gè)氣室中氣體的溫度均為T1時(shí),"字形活塞在氣缸中恰好在圖所示的位置處于平衡狀態(tài),這時(shí)I室內(nèi)氣柱長(zhǎng)亦為l,Ⅱ室內(nèi)空氣的摩爾數(shù)為。已知大氣壓不變,氣缸壁和活塞都是絕熱的,不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦,F(xiàn)通過(guò)電熱器對(duì)I、Ⅲ兩室中的氣體緩慢加熱,直至I室內(nèi)氣體的溫度升為其初始狀態(tài)溫度的2倍時(shí),活塞左移距離d,已知理想氣體常量為R。求:

1)Ⅲ室內(nèi)氣體初態(tài)氣柱的長(zhǎng)度;

2)Ⅲ室內(nèi)氣體末態(tài)的溫度;

3)此過(guò)程中I、Ⅲ室密閉氣體吸收的總熱量。

【答案】(1) (2)

(3)

【解析】

1)設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0.初態(tài):I室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1;III室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3,氣柱的長(zhǎng)度為l3;末態(tài):I室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1III室內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p3;由初態(tài)到末態(tài):活塞左移距離為d

首先用整體法,力學(xué)平衡

p3(2S)= p1S+ p0(2SS)

然后對(duì)三部分氣體分別

p1lSRT1

p0

p3l3(2S)=(2ν)RT1

聯(lián)立上述各式得:

=

得:

l3=

2)方法同第(1)小題

p3′(2S)= p1S+ p0(2SS)

對(duì)I室中氣體

p1′(ld)SRT2R2T1

對(duì)III室中氣體:

p3′(l3+d)(2S)=(2ν)RT3

T3′=

3)大氣對(duì)密閉氣體系統(tǒng)做的功為:

W=p0(2SS)(d)=p0Sd=

系統(tǒng)密閉氣體內(nèi)能增加量為

ΔUC(T1T1)+ (2ν)C(T3T3)

且初態(tài)T3= T1,故

ΔUC(2T3T1)

T3代去得

ΔU=[1]νCT1

密閉氣體系統(tǒng)吸收的熱量為

QUW=[1]νCT1+

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】2019年春晚在舞《春!分欣_(kāi)帷幕。如圖,五名領(lǐng)舞者在鋼絲繩的拉動(dòng)下以相同速度緩緩升起,下列說(shuō)法中正確的是( )

A.觀眾欣賞表演時(shí)可把領(lǐng)舞者看作質(zhì)點(diǎn)

B.2號(hào)和4號(hào)領(lǐng)舞者的重力勢(shì)能一定相等

C.3號(hào)領(lǐng)舞者的重力勢(shì)能可能為負(fù)值

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A.B.

C.D.

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【題目】如圖甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不動(dòng),木箱此時(shí)受到水平地面的摩擦力大小為F1;如圖乙所示,小孩用100 N的水平力恰能推動(dòng)木箱,此時(shí)木箱與水平地面間的摩擦力大小為F2;如圖丙所示,小孩把木箱推動(dòng)了,此時(shí)木箱與水平地面間摩擦力大小為F3,若木箱對(duì)水平地面的壓力大小為200 N,木箱與水平地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.45,F1、F2、F3的大小分別為(  )

A. 80 N、80 N、90 N B. 80 N、80 N、45 N

C. 80 N、100 N、90 N D. 80 N、100 N、45 N

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【題目】某同學(xué)研究“彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí),安裝實(shí)驗(yàn)裝置,讓刻度尺零刻度線與彈簧上端平齊,在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼時(shí),靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l1,如圖所示,l1=____cm.在彈簧下端分別掛2,3,4,5個(gè)鉤碼時(shí),彈簧的長(zhǎng)度為l2,l3,l4,l5。已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,掛2個(gè)鉤碼時(shí)彈簧彈力F2=_____Ng9.8m/s2).要測(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量x,還需要測(cè)量的是______.從而作出F-x曲線,得到彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系.

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【題目】如圖所示,一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上,桿的另一端固定一個(gè)重力為2N的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),則彈性桿對(duì)小球的彈力(

A.大小為2N,方向平行于斜面向上

B.大小為1N,方向平行于斜面向上

C.大小為2N,方向垂直于斜面向上

D.大小為2N,方向豎直向上

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A.保持U1P的位置不變,Ka合到b時(shí),I1將增大

B.保持U1P的位置不變,Kb合到a時(shí),R消耗功率增大

C.保持U1不變,K合在a處,使P上滑,I1將增大

D.保持P的位置不變,K合在a處,若U1增大,I1將減小

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A. 0~t1時(shí)間內(nèi),乙質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. t1時(shí)刻,乙質(zhì)點(diǎn)從后面追上甲質(zhì)點(diǎn)

C. t1時(shí)刻,兩質(zhì)點(diǎn)相距最遠(yuǎn)

D. 0~t1時(shí)間內(nèi),兩質(zhì)點(diǎn)的平均速度相等

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B.M點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì)

C.無(wú)論q是正電荷,還是負(fù)電荷,qM、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能一樣大

D.q是正電荷,qN點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大

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