如图所示,将横截面积S=100cm2、容积为V=5L,开口向上的导热良好的气缸,置于t1=-13的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4L的理想气体封闭在气缸中,气缸底部有一个单向阀门N。外界大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速g=10m/s2,不计一切摩擦。求:
(i)将活塞用卡销Q锁定,用打气筒通过阀门N给气缸充气,每次可将体积V0=100mL,压强为p0的理想气体全部打入气缸中,则打气多少次,才能使其内部压强达到1.2p0;
(ii)当气缸内气体压强达到1.2p0时,停止打气,关闭阀门N,将质量为m=20kg的物体放在活塞上,然后拔掉卡销Q,则环境温度为多少摄氏度时,活塞恰好不脱离气缸。
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如图所示,将横截面积S=100cm2、容积为V=5L,开口向上的导热良好的气缸,置于t1=-13的环境中。用厚度不计的轻质活塞将体积为V1=4L的理想气体封闭在气缸中,气缸底部有一个单向阀门N。外界大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速g=10m/s2,不计一切摩擦。求:
(i)将活塞用卡销Q锁定,用打气筒通过阀门N给气缸充气,每次可将体积V0=100mL,压强为p0的理想气体全部打入气缸中,则打气多少次,才能使其内部压强达到1.2p0;
(ii)当气缸内气体压强达到1.2p0时,停止打气,关闭阀门N,将质量为m=20kg的物体放在活塞上,然后拔掉卡销Q,则环境温度为多少摄氏度时,活塞恰好不脱离气缸。
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如图,导热良好的固定气缸A、B之间由一段容积可忽略的细管相连:A水平、B竖直。两气缸内壁光滑,长度均为5L、横截面积均为S。活塞C、D的质量及厚度均忽略不计。整个装置置于热力学温度为T、大气压为p0的环境中,原长4L、劲度系数k=P的轻弹簧,一端连接活塞C、另一端固定在位于气缸A缸口的O点。开始活塞D距气缸B的底部4L,后在D上缓缓倒入质量为m=的沙子,整个过程中弹簧的形变量都在弹性限度内,缸内气体均为理想气体,求:
①稳定后气缸内气体的压强
②稳定后活塞D下降的距离
③若环境的热力学温度缓慢地变为T1,活塞D恰能再回到初位置,求T1。
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如图为一带有刻度的导热性能良好的玻璃管,数值表示容积,其单位为毫升,玻璃管内有一厚度和质量均不计、截面积为2cm2的活塞,忽略活塞与玻璃管的摩擦,活塞与玻璃管的密封良好。开始时环境温度为t1=27℃,外界大气压强为p0=1.0×105Pa,活塞处于V1=18mL处。
(1)当玻璃管内气体的温度为多少时活塞处于20mL的位置?
(2)若保持环境温度不变,在活塞上施加一水平向左的外力,外力多大时活塞处于20mL的位置?
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一气缸质量为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=100cm2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L1=0.4 m.已知大气压为po=1×105Pa.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?(取重力加速度g=l0m/s2。)
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一气缸质量为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=100cm2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L1=0.4 m.已知大气压为po=1×105Pa.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?(取重力加速度g=l0m/s2。)
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如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置。横截面积、质量与厚度均不计的活塞,可以在气缸内自由滑动,括塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,开始时话塞与气缸底部之间的距离为L= 40cm。气体的初始温度为T=600K,压强为,已知环境温度,大气压强。由于缸内气体缓慢散热,最终气体的温度达到与环境温度相同。求:(不计活塞与缸壁之间的摩擦)
(i)活塞与气缸底部之间的最短距离;
(ii)请写出气体状态变化的过程,并在下面p-V坐标系中画出气体状态变化过程的图线。
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(6分)如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置,横截面积为S=2×l0-3m2、质量与厚度均不计的活塞,与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm.大气压强P0=l.0×105Pa.现将质量为4kg的物块放在活塞上,取g=10m/s2.求:
①稳定后活塞与气缸底部之间的距离;
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热.
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如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气组开口向上竖直放置。横截面积s=0.02m²、质量与厚度均不计的活塞,可以在气缸内自由滑动,括塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,开始时话塞与气缸底部之间的距离为L=40cm。气体的初始温度为T=600K,压强为p=1.5×105Pa,已知环境温度T0=300K,大气压强p0= 1.0×105Pa.由于缸内气体缓慢散热,最终气体的温度达到与环境温度相同。(不计活塞与缸壁之间的摩擦) 求:
①活塞与气缸底部之间的最短距离;
②请写出气体状态变化的过程,并在p-V坐标系中画出气体状态变化过程的图线;
③在②间的过程中,外界对气体所做的功。
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如图,导热性能极好的气缸,高为L=l.0m,开口向上固定在平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2、质量为m=20kg的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内.当外界温度为t=27℃、大气压为P0=l.0×l05Pa时,气柱高度为l=0.80m,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,取g=10m/s2,求:
①如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端.在顶端处,竖直拉力F有多大?
②如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升,当活塞上升到气缸顶端时,环境温度为多少摄氏度?
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如图所示,导热性能良好的气缸放置在水平平台上,活塞质量为10kg,横截面积50cm2,厚度不计。当环境温度为27℃时,活塞封闭的气柱长10cm。若将气缸倒过来放置,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。g取10m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦,大气压强为P=1×105Pa,气缸足够长。
①将气缸倒过来放置并稳定后,求此时气柱的长度;
②分析说明上述过程气体压强变化的微观原因。
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