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8.5习题课一理想气体状态方程应用
1.如图所示,一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置,管中用一段长H0=38 cm的水银柱封闭一段长L1=20 cm的空气,此时水银柱上端到管口的距离为L2=4 cm,大气压强恒为p0=76 cmHg,开始时封闭气体温度为t1=27 ℃,取0 ℃为273 K.求:
(1)缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出,此时封闭气体的温度;
(2)保持封闭气体温度不变,在竖直平面内缓慢转动玻璃管至水银开始从管口溢出,玻璃管转过的角度.
2.如图所示,在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内,用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体。开始时管道内气体温度都为T0=500 K,下部分气体的压强p0=1.25×105 Pa,活塞质量m=0.25 kg,管道的内径横截面积S=1 cm2。现保持管道下部分气体温度不变,上部分气体温度缓慢降至T,最终管道内上部分气体体积变为原来的eq \f(3,4),若不计活塞与管道壁间的摩擦,g取10 m/s2,求此时上部分气体的温度T。
3.如图所示,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l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm。已知大气压强为p0=75.0 cmHg。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l1′=20.0 cm。假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离。
4.(如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,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固体A封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底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(=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300 K。现缓慢加热汽缸内气体,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.。求活塞的质量和物体A的体积。
5、 如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,中间用两个活塞A与B封住一定质量的理想气体,A,B都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气。A的质量可不计,B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103N/m的较长的弹簧相连,已知大气压强p0=1×105Pa,平衡时,两活塞问的距离l0=0.6m,现用力压A,使