理想气体计算题.docx

1、理想气体计算题1.如图所示，一定质量的理想气体从状态 A变化到状态B,再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度(i )求气体在状态B的温度;(ii )由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由.2.一圆柱形汽缸，内部截面积为 S,其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封有理想气体，外部大气压强为P0，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距缸底为 Lo ,如图所示.当汽缸竖直放置开口向上时，活塞距缸4底为4 L0.求活塞的质量53如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸，活塞可以在汽缸内自由滑动活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，此时气体的温度为 27 C .若给汽缸加热，使气体温度升高，让

2、气体推动活塞从MN缓慢地移到 M N.已知大气压强 po= 1X 105 Pa,求:当活塞到达 M N后气体的温度;把活塞锁定在 M N位置上，让气体的温度缓慢地变回到 27C，此时气体的压强是多少?.y； V4如图，一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞距底部的高度为h可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞下降了h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变，已知大气压为po,活塞横截面积为S,重力加速度为g,求:(1) 一小盒沙子的质量;(2)沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。5一气缸

3、质量为 M=60kg(气缸的厚度忽略不计且透热性良好 )，开口向上放在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm的光滑活塞，活塞质量m=10kg.气缸内封闭了一定质量的理想气体， 此时气柱长度为 4=0.4 m.已?(取重力知大气压为po=1x 105Pa现用力缓慢向上拉动活塞，若使气缸能离开地面，气缸的高度至少是多少加速度g=IOm/ s。)塞与气缸底部之间的距离 l0=30cm,不计活塞的质量和厚度.现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求:(1 )刚到卡环处时封闭气体的温度 T1 (2)气体温度升高到 T2=540K时的压强P2 气缸的内筒深度 H=21cm气缸质量M=20kg,大气压强为P0=

4、1X1 05Pa,当温度为Ti=300K时，气缸内活塞封闭气相通，不计活塞与气缸间的摩擦，取 g= 10m/s 2,求:8. 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为 P,活塞下表面相对于气缸底部的高度为 h，外界的温度为 To。现取质量为 m的沙.如图所示,截面积为日的热杯盖扣在水平桌面(10)分9、扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象上,开始时内部封闭气体的温度为 300K,压强为大气压强內.当封闭气体温度上升至 303K时，杯盖恰好被整內,温度仍为303F.再经过一段时间，内部气体顶起，放出少许气体后又落回

5、桌面，其内部气体压强立刻减为体温度恢复到300F整个过程中封闭气体均可视为理想气体的活塞封闭一定质量的气体，气缸 A中有定位卡环当气体温度为 27 C时，活塞A恰与5 2定位卡环接触，此时封闭气体的体积为 V)=300mL,外界大气压强为 Po=1.0 X 10 Pa (g=10m/s ).求:(1)当将气体温度缓慢升高到 57 C时，封闭气体的体积;(2)保持气体的温度 57C不变，用力缓慢压活塞 B,使气体体积恢复到 V6,此时封闭气体的压强多大？此时活塞A与定位卡环间的弹力多大?11、变质量问题氧气瓶的容积为0.08m3 ,开始时瓶中氧气的压强为 20个大气压.某实验室每天消耗1个大气压

6、的氧气0.36m3 .当氧气瓶中的压强降低到 2个大气压时，需重新充气.若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天.充气前的气压为1atm，充气筒每次充入 0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化,充气多少次可以让气体压强增大至 3atm;室外温度达到了 -13OC,蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少13、喷雾器内有10L水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入 1atm的空气3L (设外界环境温度一定，空气可看作理想气体) 。(1)当水面上方气体温度与外界沮度相等时求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。(2)打开

7、喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。气体的压强为Po。经过太阳曝晒，气体温度由 To = 300k升至Ti =350K。(1)求此时气体的压强。空气 亠 比一 . .一 MT =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 p 0= 76 cmHg,开始时封闭气体温度为t 1 = 27 C,取0 C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)保持封闭气体初始温度 27 C不变，在竖直平面内从图示位置缓慢转动至玻璃管水平过程中，求从管口溢出的水银柱的长度。 (转动

8、过程中没有发生漏气)16.一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长 L1=66cm的水银柱，中间封有长 L2=6.6cm的空气柱，上部Po=76cmHg如果使玻璃管绕低端在竖有长L3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为 直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气 体，在转动过程中没有发生漏气。3 3 2密度P =1.10 kg/m，重力加速度大小g/Om/s 。(i)求在水下10m处气泡内外的压强差;(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。18.有一空的薄金属筒

9、，高 h1=10 cm。某同学将其开口向下，自水银表面处缓慢压入水银中，如图所示。设压入水银表面下 h2=0.7 m处时，求金属筒内部空气柱的高度g - 节寸双活塞问题19.如图所示，两端开口的气缸水平固定， A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动，面积分别为S1=20 cm2，S2=10 cm2。它们之间用一根细杆连接， B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量 M=2 kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度 T1=600 K,气缸两部分的气柱长均为 L,已知大气压强 Po=1X 105 Pa,取g=10 m/s2,缸内气体可看成理想气体。(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强。1(2

10、)若降低气内气体的温度，当活塞 A缓慢向右移动丄L时，求气缸内气体的温度。20如图所示，内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置 ,气缸上、下两部分的横截面积分别为 2S和S.在气缸内有 A B两活塞封闭着一定质量的理想气体 ，两活塞用一根长为1的细轻杆连接，两活塞导热性能良好，并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是 m当外界大气压强为 p。、温度为To时,两活塞静止于如图所示位置.(1)求此时气缸内气体的压强.(2)若用一竖直向下的拉力作用在B 上,使A B 一起由图示位置开始缓慢向下移动 1 /2的距离,又处于静止21.如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆

11、筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为 m=2.50kg，横截面积为si=80.0cm，小活塞的质量为 m=1.50kg，横截面积为S2=40.0cm ;两活塞用刚性轻杆L 2 5连接，一间距保持为L=40.0cm，气缸外大气压强为 P =1.00 X 10 Pa,温度为T=303K初始时大活塞与大圆筒2底部相距，两活塞间封闭气体的温度为 T1=495K,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 g取10m/s2.求:(i )在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度;(ii )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

12、.22、北方某地的冬天室外气温很低， 吹出的肥皂泡会很快冻结 .若刚吹出时肥皂泡内气体温度为 Ti，压强为P ,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为 T2 .整个过程中泡内气体视为理想气体， 不计体积和质量变化，大气压强为F0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差?加水银23、如图所示，U形管右管内径为左管内径的 罷 倍，管内水银在左管内封闭了一段长为 26cm温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为 36cm,大气压为76cmHg现向右管缓慢补充水银，并保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大?在的目的达到后，停止补充水银，并给左管的气体加速，使管内气柱长度恢

13、复到26cm,求此时气体的温24、如图，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端.开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比 A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银,当两侧的咼度差 为hi=i0.0cm时，将开关 K关闭，已知大气压强 P0=75.0cmHg。(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两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度双气室问题25、如图，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li = 25.0 cm的空气柱，中间有一段长为|2= 2

14、5.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度 I 3= 40.0 cm。已知大气压强为 po= 75.0cmHg。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1/= 20.0 emo假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。26、如图a所示，水平放置的均匀玻璃管内， 一段长为h=25cm的水银柱封闭了长为 Lo=2Ocm、温度为t o=27C的理想气体，大气压强 Po=75cmHg将玻璃管缓慢地转过 90角，使它开口向上，并将封闭端浸入热水中(如图b)，待稳定后，测得玻璃管内封闭气柱的长度 Li=17.5cm,(1)此时管内封闭气体的温度 ti是多少? (2)若用薄塞

15、将管口封闭，此时水银上部封闭气柱的长度为 LIOcm。保持水银上部封闭气体的温度不变,T h 眞L1E土(b)27、如图甲所示，内径均匀、两端开口的 U形管竖直放置，管中装入水银。稳定后，两管中水银面与管口的距离均为L=10cn。现将右侧管口密封，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差h=6cm时为止，如图乙所示。已知大气压强 Po=75.8cmHg。求活塞在左管内竖直向下移动的距离。设管中气体温度不变。28、一 U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止

16、.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同； 在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏；大气压强 P0= 75.0cmHg.环境温度不变.20.0 cm平衡时小瓶露出液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为。现用活塞将气缸封闭 (图中未画出)，使活塞缓429、如图所示，一开口气缸内盛有密度为 P的某种液体；一长为丨的粗细均匀的小平底朝上漂浮在液体中,慢向下运动，各部分气体的温度均保持不变。 当小瓶的底部恰好与液面相平时， 进入小瓶中的液柱长度为求此时气缸内气体的压强。大气压强为 Po，重力加速度为 g。-bl,.;匸 I 二 39cm，中管内水银30、如图粗细均匀

17、的弯曲玻璃管 A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为面与管口 A之间气体柱长为 40cn。先将口 B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高 2cm,求:(1)稳定后右管内的气体压强 P；(2)左管A端插入水银槽的深度 h。(大气压强po= 76cmHg31.如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 Vo、温度均为To。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后， A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸 A中气体的体积VA和温度

18、TA。32.A的直径为B的2如图所示，两气缸 AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通;倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除 A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞 a上方充有氧气；当大气压为 P0,外界和气缸内气体温度均为17C且平衡时，活塞 a离气缸顶的距离是气缸高度的 一，活塞b在气缸的正中央。4(i)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞 b升至顶部时，求氮气的温度；(ii)继续缓慢加热，使活塞 a上升，当活塞1a上升的距离是气缸高度的 一时，求氧气的压强。1633.容器内两个绝热的活塞 A、B下方封有氮气,B

19、上方封有氢气.大气的压强为活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为P。，温度为To = 273K，两0.1P).系统平衡时，各气柱的高度如图所示.现将系统底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时 A上升了一定高度.用外力将 A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为 0.8 h .氮气和氢气均可视为理想气体.(1)第二次平衡时氮气的体积;水的温度.34.如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为 v0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)。开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和1P0；左活塞在气缸正中间，其上方为真3空；右活塞上方气体体积为1v0。现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚4好没有接触；然后打开 K,经过一段时间，重新达到平衡。已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦。求(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VXoKP(/3PQ垣is热簿