气体实验定律及理想气体状态方程的应用

气体 一、封闭气体压强的计算 1.如图所示，一圆筒形气缸静止于地面上，气缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，气缸内部的横截面积为S，大气压强为p0，平衡时气缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提。设气缸足够长，不计气缸内气体的重力和活塞与气缸壁间的摩擦，求开始气缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强。 2．若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。 二、一部分气体状态连续变化 1.如图所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1＝2．50 kg，横截面积为S1＝80．0 cm2；小活塞的质量为m2＝1．50 kg，横截面积为S2＝40．0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40．0 cm；气缸外大气的压强为p＝1．00×105 Pa，温度为T＝303 K。 初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2。求： (1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温度； (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。 2. 如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40 cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的物体A封闭在气缸内．在气缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1．0×105 Pa为大气压强)，温度为300 K．现缓慢加热气缸内气体，当温度为330 K，活塞恰好离开a、b；当温度为360 K时，活塞上升了4 cm．g取10 m/s2，求： (1)活塞的质量； (2)物体A的体积． 3. 如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l＝10．0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3．0 cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10．0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0＝75．0 cmHg。 (1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度； (2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入