如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、...
问题详情:
如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃,汽缸导热。
(i)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(ii)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(iii)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
【回答】
(i) v/2 2p0 (i i ) 顶部 (i i i) 1.6 p0
【解析】(i)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得
①
②
联立①②式得
③
④
(ii)打开K3后,由④式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2()时,活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得
⑤
由⑤式得
⑥
由⑥式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;此时p2为
【考点定位】玻意耳定律 查理定律
【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程,在分析的时候注意,气缸导热,即第一个过程为等温变
化,看题的时候注意关键字眼。
知识点:气体、固体和液体单元测试
题型:计算题
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