如图所示,用活塞将热力学温度为T0的气体封闭在竖直汽缸里,活塞的质量为m、横截面积为S,活塞到汽缸底部的距离为h。现对缸内气体缓慢加热一段时间,使活塞上升后立即停止加热。已知气体吸收的热量Q与其温度差T的关系为Q=kT(中k为正的常量),大气压强为(n为常数),重力加速度大小为g,活塞、汽缸均用绝热材料制成,缸内气体视为理想气体,不计一切摩擦。求:
(1)停止加热时,缸内气体的压强p和热力学温度T;
(2)加热过程中气体的内能改变量U。
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如图所示,导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体,光滑活塞的横截面积S=100cm2,初始时刻气体温度为27℃,活塞到气缸底部的距离为h。现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t,然后保持温度不变,在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物,使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置。已知大气压强P0=1.0×105pa,环境温度保持不变,g取10m/s2,
①求t。
②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热,并说明理由。
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如图所示,导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体,光滑活塞的横截面积S=100cm2,初始时刻气体温度为27℃,活塞到气缸底部的距离为h。现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t,然后保持温度不变,在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物,使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置。已知大气压强P0=1.0×105pa,环境温度保持不变,g取10m/s2,
①求t。
②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热,并说明理由。
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如图所示,导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体,光滑活塞的横截面积S=100cm2,初始时刻气体温度为27℃,活塞到气缸底部的距离为h。现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t,然后保持温度不变,在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物,使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置。已知大气压强P0=1.0×105pa,环境温度保持不变,g取10m/s2,
①求t。
②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热,并说明理由。
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内壁光滑的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×105Pa、温度为27℃的气体,初始活塞到汽缸底部距离为50cm,现对汽缸加热,气体膨胀而活塞右移。已知汽缸横截面积为200cm2,总长为400cm,大气压强为1.0×105Pa。
①计算当温度升高到927℃时,缸内封闭气体的压强;
②若在此过程中封闭气体共吸收了800J的热量,试计算气体增加的内能。
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如图甲所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置,横截面积S=1×10-3m2、质量m=2kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离x0=24cm,在活塞的右侧x1=12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环,气体的温度T0=300K,大气压强p0=1.0×105Pa。现将汽缸竖直放置,如图乙所示,取g=10m/s2。
(i)求汽缸竖直放置稳定后,活塞与汽缸底部之间的距离x;
(ii)若汽缸竖直放置稳定后,对封闭气体缓慢加热至T′=720K,求此时封闭气体的压强p′。
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如图甲所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置,横截面积S=1×10-3m2、质量m=2kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离x0=24cm,在活塞的右侧x1=12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环,气体的温度T0=300K,大气压强p0=1.0×105Pa。现将汽缸竖直放置,如图乙所示,取g=10m/s2。
(i)求汽缸竖直放置稳定后,活塞与汽缸底部之间的距离x;
(ii)若汽缸竖直放置稳定后,对封闭气体缓慢加热至T′=720K,求此时封闭气体的压强p′。
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如图所示,内壁光滑、上端开口的固定气缸竖直放置,内部横截面积为S,高度为 H .现用一质量为m厚度不计的活塞封闭一定量的气体,稳定时活塞所处位置A距气缸底部的距离h。现对缸内气体加热,缸内气体温度上升至热力学温度为T时,活塞刚好上升到气缸最高点,立即停止加热,缸内气体无泄露.已知外部的大气压强为,当地重力加速度为 g 。求:
(1)加热前缸内气体的热力学温度;
(2)停止加热一段时间后,缸内气体恢复至原来的温度,此后保持缸内气体温度不变,将活塞缓慢拉离气缸,至少应施加多大的拉力.
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如图所示,一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上,开口向下.质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10-3 m2,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24 cm,活塞距汽缸口10 cm.汽缸所处环境的温度为300 K,大气压强p0=1.0×105 Pa,取g=10 m/s2.现将质量为m=4 kg的物块挂在活塞中央位置上.
(1)活塞挂上重物后,活塞下移,求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离.
(2)若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移,活塞刚好不脱离汽缸,加热时温度不能超过多少?此过程中封闭气体对外做功多少?
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如图所示,内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂,内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S,外界大气压张为p0、缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热,使理想气体体积由V增大了2V的过程中,气体吸收的热量为Q1;停止加热并保持其体积不变,使其降温到T1。已知重力加速度为g,求:
(i)停止加热时缸内气体的温度;
(ii)降温过程中气体放出的热量。
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如图所示,内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂,内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S,外界大气压张为p0、缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热,使理想气体体积由V增大了2V的过程中,气体吸收的热量为Q1;停止加热并保持其体积不变,使其降温到T1。已知重力加速度为g,求:
(i)停止加热时缸内气体的温度;
(ii)降温过程中气体放出的热量。
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