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题文
【选修3-3选做题】
横截面积分别为SA=2.0×10-3 m2、SB=1.0×10-3 m2的气缸A、B竖直放置,底部用细管连通,气缸A冲有定位卡环。现用质量分别为mA=4.0 kg、mB=2.0 kg的活塞封闭一定质量的某种理想气体,当气体温度为27℃时,活塞A恰与定位卡环接触,此时封闭气体的体积为V0=300 mL,外界大气压强为p0=1.0×105 Pa。(g取10 m/s2
(1)使气体温度缓慢升高到57 ℃时,求此时封闭气体的体积;
(2)保持气体的温度57 ℃不变,用力缓慢压活塞B,使封闭气体体积恢复到V0,此时封闭气体的压强多大?活塞A与定位卡环间的弹力多大?
题型:计算题难度:中档来源:模拟题
答案
解:(1)等压变化,由盖-吕萨克定律有
解得V2=1.1V0=330 mL
(2)等温变化,由玻意耳定律有p2V2=p3V3
其中
解得p3=1.32×105 Pa
对活塞A进行受力分析,有SA+mAg+FN=p3SA
解得FN=24 N
据魔方格专家权威分析,试题“【选修3-3选做题】横截面积分别为SA=2.0×10-3m2、SB=1.0×10-3m2的..”主要考查你对  盖—吕萨克定律(等压定律)玻意耳定律(等温定律)  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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盖—吕萨克定律(等压定律)玻意耳定律(等温定律)
考点名称:盖—吕萨克定律(等压定律)
  • 盖-吕萨克定律:

    1.概念:一定质量的某种气体,在压强不变时,体积随温度的变化叫做等压变化
    2.规律一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成正比——盖一吕萨克定律
    3.公式:
    4.推论:
    5.图像:
    图线是过原点的直线,压强越大,斜率越小,即图线是过定点的直线,的体积。
    6.条件:m一定,p不太大,T不太低
    7.微观解释:一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增大。要保持压强不变,必须减小单位体积内的分子个数,即增大气体的体积

  • 封闭气体压强的求法:

    有关气体压强的计算可转化为力学问题来处理。
    1.参考液面法
    (1)计算的主要依据是流体力学知识:
    ①液面下h深处由液体重力产生的压强。 (注意:h是液柱竖直高度,不一定等于液柱的长度)
    ②若液面与外界大气相接触,则液面下h处的压强为为外界大气压强。
    ③帕斯卡定律(液体传递外加压强的规律):加在密闭静止液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递。
    ④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平上的压强是相等的。
    (2)计算的方法步骤:选取一个假想的液体薄面 (其自重不计)为研究对象;分析液面两侧重力情况,建立力的平衡方程;消去横截面积,得到液面两侧的压强平衡方程;求得气体压强。 2.平衡法
    欲求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解。
    3.动力学法
    当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首先要恰当地选择对象(如与气体相关联的液柱、同体等),并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内、外气体的压力),然后应用牛顿第二定律列方程求解。

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