文档介绍：图2-8
固体封闭气体试题集锦
-8所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,设活塞与缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好使缸内气体总能与外界大气温度相同,则下述结论中正确的是[ ]
,则弹簧将压缩一些
,则气缸上底面距地面的高度将减小
,则气缸上底面距地面的高度将减小
,则气缸上底面距地面的高度将增大
图2-9
-9所示,导热气缸开口向下,内有理想气体,气缸固定不动,,砂桶装满砂子时,,细砂慢慢漏出,外部环境温度恒定,则 ,内能不变
,气体温度不变
,压强增大,内能减小
,气体内能增加
-16中,质量为mA的圆柱形气缸A位于水平地面,气缸内有一面积S=×10-3m2,质量mB=,把一定质量的气体封闭在气缸内,气体的质量比气缸的质量小得多,活塞与气缸的摩擦不计,大气压强=×=,气缸内的气柱长为L/4,L为气缸的深度,它比活塞的厚度大得多,现在徐徐向C桶内倒入细沙粒,若气缸A能离开地面,则气缸A的质量应满足什么条件?
图2-16
图2-17
-17所示,一圆柱形气缸直立在水平地面上,内有质量不计的可上下移动的活塞,在距缸底高为2H0的缸口处有固定的卡环,使活塞不会从气缸中顶出,气缸壁和活塞都是不导热的,,将容器分为A、B两部分,A、B中各封闭同种的理想气体,开始时A、B中气体的温度均为27℃,压强等于外界大气压强p0,,现通过B中的电热丝缓慢加热,试求:
(1),活塞距缸底的高度是多少?
(2),B中气体的温度是多少?
:取气缸内气柱长为L/4的平衡态为状态1,、p2表示状态1、2的压强,,得
p1L/4=p2L2, ①
在状态1,活塞B处于力学平衡状态,由力学平衡条件得到
p1S+mCg=p0S+mBg, ②
在状态2,气缸A处于力学平衡状态,由力学平衡条件得到
p2S+mAg=p0S, ③
由①、②、③三式解得
mA=(p0S/g)-((p0S+mBg-mCg)/4g)(L/L2),
以题给数据代入就得到mA=(50-10(L/L2))kg,
⑤式得知,若想轻绳能把气缸A提离地面,气缸的质量应满足条件
mA≤40kg.
4.(1)B中气体做等容变化,由查理定律
pB/p′B=TB/T′B,
′B=450K.
A中气体做等压变化,由于隔板导热,A、B中气体温度相等,A中气体温度也为450K.
对A中气体 VA′/VA=TA′/TA,
VA′=(TB′/TA)VA=,
.
(2),活塞将顶在卡环处,对A中气体 pAVA/TA=p″AV"A/T"A,
得 T"A=(p"AV"A/pAVA)TA=750K.
即B中气体温度也为750K.
【例1】右图中气缸静止在水平面上,,横截面积为S,下表面与水平方向成θ角,若大气压为P0,求封闭气体的压强P .
,质量为M的气缸放在光滑的水平面上,质量为m的活塞横截面积为S,不计所有摩擦力,平衡状态下,气缸内空气柱长为L0,大气压强为P0,今用水平力F推活塞,活塞相对气缸静止时,气缸内的气柱长L’是多少?不计温度变化.
【分析】取活塞为对象进行受力分析,关键是气体对活塞的压力方向应该垂直与活塞下表面而向斜上方,与竖直方向成θ角,接触面积也不是S而是S1=S/cosθ.
【解】取活塞为对象进行受力分析如图,由竖直方向受力平衡方程得pS1cosθ=mg+p0S,且S1=S/cosθ解得p=p0+mg/S.
【点评】气体对活塞的压力一定与物体表面垂直,而不是竖直向上.
13.
例6  如图7-9所示,在一个圆柱形导热的气缸中,用活塞封闭了一部分空气,活塞与气缸壁间是密封而光滑的,一