如圖所示是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的實驗裝置,開始時氣缸內(nèi)封閉氣體長度為22cm,現(xiàn)用豎直向下的外力壓活塞,使氣缸內(nèi)空氣柱的長度變?yōu)?1cm.已知大氣壓強為P0=1.0×105Pa,活塞的橫截面積S=l0cm2(不計活塞的重力,環(huán)境溫度穩(wěn)定).求:
(1)若緩慢壓縮活塞,壓縮后氣體的壓強.
(2)從微觀上說明(1)中壓強變化的原因.
(3)若壓縮氣體過程中,人對活塞做功100J,氣體向外散失熱量20J,試求氣體內(nèi)能的變化量.
(1)封閉氣體初態(tài)壓強 p1=p0=1.0×105Pa,體積V1=l1S,末態(tài)體積 V2=l2S
由波意耳定律 p1V1=p2V2,
解得:p2=p1
V1
V2
=1.0×105×
22
11
Pa=2.0×105Pa
(2)緩慢壓縮活塞,氣體溫度不變,氣體分子平均動能不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)增加,所以壓強增加.
(3)人對活塞做功 W1=100J,
大氣壓力對活塞所做的功 W2=p0Sh=1.0×105×10×10-4×11×10-2=11(J)
由熱力學(xué)第一定律有:
W1+W2+Q=△U
解得:△U=100J+11J-20J=91J
答:
(1)若緩慢壓縮活塞,壓縮后氣體的壓強為2.0×105Pa.
(2)緩慢壓縮活塞,氣體溫度不變,氣體分子平均動能不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)增加,所以壓強增加.
(3)氣體內(nèi)能的變化量為91J.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在光滑水平桌面上靜止放置一質(zhì)量為M的氣缸,不計摩擦的質(zhì)量為m的活塞封閉了溫度為,體積為的一定質(zhì)量的理想氣體,氣體與外界無熱交換,大氣壓為.現(xiàn)在又一個質(zhì)量為,速度為的子彈水平射入活塞并留在活塞中,活塞向右推進壓縮氣體,設(shè)氣體在推進過程中任意時刻,封閉的理想氣體均處于相應(yīng)的平衡狀態(tài).當氣體壓縮到最小體積為時,壓強為2.5.求:

(1)此時氣體的溫度;
(2)活塞壓縮氣體過程中內(nèi)能的增量.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

有一個皮球容積為v=2升,內(nèi)有1個大氣壓的空氣,F(xiàn)用體積是v0=0.125升的打氣筒給皮球打氣,若要使皮球內(nèi)空氣的壓強達到2個大氣壓,需要打氣多少次?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一只輪胎容積為10L,長期不用已經(jīng)干癟但依然充滿大氣,現(xiàn)用打氣筒給它打氣.已知氣筒的容積為V=1L,要使胎內(nèi)氣體壓強達到2.5atm,應(yīng)至少打多少次氣(設(shè)打氣過程中輪胎容積及氣體溫度維持不變)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C的三個變化過程,則通過圖象可以判斷A.B.C三個狀態(tài),氣體的體積VA、VB、VC的大小關(guān)系是______.
設(shè)A狀態(tài)體積為150ml,則C狀態(tài)的體積為______ml.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示豎直放置的上粗下細的密閉細管,水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分,初始溫度相同.使A、B升高相同溫度達到穩(wěn)定后,體積變化量為△VA______△VB,壓強變化量為△pA______△pB(填“大于”、“等于”或“小于”).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

粗細均勻的細直玻璃管,上端封閉,豎直插入一大汞槽中.管內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體,玻璃管上端離開汞槽液面的高度為H,汞柱高度為h,如圖所示.保持玻璃管上端離開汞槽液面的高度H不變,而使玻璃管發(fā)生傾斜(沒有氣體溢出),則(  )
A.汞槽液面以上部分的汞柱長度將增加
B.汞槽液面以上部分的汞柱高度將減小
C.管內(nèi)氣柱的長度將增加
D.管內(nèi)氣柱的壓強將減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

[物理--選修3-3]
(1)固定的水平氣缸內(nèi)由活塞B封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,氣體分子之間的相互作用可以忽略,假設(shè)氣缸壁的導(dǎo)熱性能良好,環(huán)境的溫度保持不變,若用外力F將活塞B緩慢地向右拉動,如圖所示,則在拉動活塞的過程中,關(guān)于氣缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論,其中正確的是______
A.氣體對外做功,氣體內(nèi)能減小
B.氣體對外做功,氣體內(nèi)能不變
C.氣體向外界放熱,壓強變大
D.氣體從外界吸熱,壓強變小
(2)(如圖所示,質(zhì)量為m=10kg的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸中,開始時活塞距氣缸底高度h1=40cm.此時氣體的溫度T1=300K.現(xiàn)緩慢給氣體加熱,氣體吸收的熱量Q=420J,活塞上升到距氣缸底h2=60cm.已知活塞面積S=50cm2,大氣壓強P0=1.0tanθ=
vy
vx
=2
R
2R
=1
105Pa,不計活塞與氣缸之間的摩擦,g取l0m/s2.求
①當活塞上升到距氣缸底h2時,氣體的溫度T2
②給氣體加熱的過程中,氣體增加的內(nèi)能△U.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

一定量的理想氣體,處在某一初始狀態(tài),現(xiàn)在要使它的溫度經(jīng)過變化后又回到初始狀態(tài),下述過程中可能實現(xiàn)的是( 。
A.先保持體積不變而減小壓強,接著保持壓強不變而使體積增大
B.先保持體積不變而增大壓強,接著保持壓強不變而使體積增大
C.先保持壓強不變而減小體積,接著保持體積不變而使壓強增大
D.先保持壓強不變而增大體積,接著保持體積不變而使壓強減小

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