2012高中物理 8.1氣體的等溫變化學(xué)案 新人教版選修3-3
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1、 8.1氣體的等溫變化1 教學(xué)目標(biāo) 1、知道氣體的狀態(tài)及三個參量。 2、掌握玻意耳定律,并能應(yīng)用它解決氣體的等溫變化的問題、解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。 3、知道氣體等溫變化的p—v圖象,即等溫線。 4、了解用實(shí)驗(yàn)探究氣體等溫變化規(guī)律的方法和思路,培養(yǎng)動手操作能力、采集數(shù)據(jù)能力及運(yùn)用計算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。 教學(xué)重點(diǎn): 探究氣體等溫變化的規(guī)律,理解玻意耳定律的內(nèi)容和公式。 教學(xué)難點(diǎn): 運(yùn)用定律分析和求解一定質(zhì)量的氣體在等溫變化過程中壓強(qiáng)和體積關(guān)系的問題。 ◆3-8-1004、自主學(xué)習(xí) 一、氣體的狀態(tài)及參量 1、研究氣體的性質(zhì),用_____、_____、_____三個物理量描述
2、氣體的狀態(tài)。描述氣體狀態(tài)的這三個物理量叫做氣體的_________。 2、溫度:溫度是表示物體__________的物理量,從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)看,溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部___________的劇烈程度。 在國際單位制中,用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度,叫做_______溫度。用符號______表示,它的單位是______,簡稱_____,符號是______。 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是:T= t+_______。 3、體積:氣體的體積是指氣體__________________。在國際單位制中,其單位是 _____,符號______。體積的單位還有升(L)毫升、(mL)1L= _
3、____m3,1mL= _____m3。 4、壓強(qiáng):__________________________________叫做氣體的壓強(qiáng),用_____表示。在國際單位制中,壓強(qiáng)的的單位是_____,符號_____。氣體壓強(qiáng)常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)和毫米汞柱(mmHg),1 atm=________Pa=________mmHg。 5、氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量的關(guān)系:對于一定質(zhì)量的氣體,如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個量________,我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中。如果三個參量中有兩個參量發(fā)生改變,或者三個參量都發(fā)生了變化,我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了改變,只有一個參量發(fā)生改變而其它參量不變的情況
4、是_______發(fā)生的。 二、玻意耳定律 1、英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)p與體積v成_______。這個規(guī)律叫做玻意耳定律。 2、玻意耳定律的表達(dá)式:pv=C(常量)或者_(dá)_________________。其中p1 、v1和p2、v2分別表示氣體在1、2兩個不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。 三、氣體等溫變化的p—v圖象 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時的p—v圖象如圖8—1所示。圖線的形狀為_________。由于它描述的是溫度不變時的p—v關(guān)系,因此稱它為______線。一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的等溫線是不同的。 1、
5、 在圖8—1中,一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的兩條等溫線,判斷t1、t2的高低。 畫出p—圖象,說明圖線的形狀,圖線的斜率與溫度的關(guān)系。 ◆3-8-1005、1.一個氣泡由湖面下20m深處上升到湖面下10m深處,它的體積約變?yōu)樵瓉淼捏w積的(溫度不變,水的密度為1.0×103kg/m3,g取10m/s2)( ) A.3倍 B.2倍 C.1.5倍 D.0.7 倍 ◆3-8-1006、p表示壓強(qiáng),V表示體積,T為熱力學(xué)溫度,t為攝氏溫度如圖所示.各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化的是( ) ◆3-8-1007、U形管的A
6、端封有氣體,B端也有一小段氣體。如圖所示,先用一條小鐵絲插至B端氣體,輕輕抽動,使B端上下兩部分水銀柱相連接,設(shè)外界溫度不變,則A端氣柱的: ( ) A、體積減小 B、體積不變 C、壓強(qiáng)增大 D、壓強(qiáng)減小 ◆3-8-1008、把玻璃管口向下插入水銀槽中,如圖,管內(nèi)水銀面低于管外水銀槽中的水銀面。將玻璃管稍向上提起一些時,玻璃管中的氣體壓強(qiáng)將減小,則: ( ) A玻璃管內(nèi)氣體的長度增加 B.玻璃管內(nèi)氣體的長度減小 C.玻璃管內(nèi)外水銀面高度差減小 D.玻璃管內(nèi)外水銀面高度差增大 ◆3-8-1009、粗細(xì)均勻兩端開口的U形玻
7、璃管,如圖所示,管內(nèi)注入一定量的水銀。但在其中封閉了一段空氣柱,其長度為l。在空氣柱上面的一段水銀柱長為h1,空氣柱下面的水銀面與左管水銀面相差為h2。若往管內(nèi)加入適量水銀,則: A.水銀加入右管,l變短,h2變大 B.水銀加入左管,l不變,h2變大 C.水銀無論加在左管還是右管,h1始終與h2相等 D.水銀加在右管,l變短,水銀加在左管,l變長 ◆3-8-1010、定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等溫變化時,其體積和壓強(qiáng)的乘積是一個恒量,以下對恒量的討論正確的有( ) A.同一份理想氣體,無論在溫度保持t1的情況下實(shí)現(xiàn)等溫變化,還是在溫度保持為t2的情況下完成等溫變化,這個恒量都是同
8、一個量
B.如T1 9、
◆3-8-1013、開口向下插入水銀槽的玻璃管內(nèi)封閉著長為H的空氣柱,如圖所示,管內(nèi)外水銀高度差為h,若緩慢向上提起玻璃管(管口未離開槽內(nèi)水銀面),H和h的變化情況是( )
A、h和H都增大 B、h和H都減小
C、h增大,H減小 D、h減小,H增大
◆3-8-1014、兩端開口的玻璃管中有兩段水銀,封閉有一段氣體LB,左邊的活塞也封閉了一段氣體LA,現(xiàn)將活塞緩慢地向下移動,兩氣柱長度變化是( )
A.LA不變,LB減小
B.LA增大,LB減小
C.LA減小,LB增大
D.LA減小,LB不變
◆3-8-1015、兩端開口的均勻玻璃管豎直 10、插入水銀槽中,如圖所示,管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體,這時管下端開口處內(nèi)外水銀面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變,當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時,下列分析正確的是( )
A、h2變長 B、h2變短
C、h1上升 D、h1下降
◆3-8-1016、兩個半球殼拼成的球形容器內(nèi)部已抽成真空,如圖,球形容器的半徑為R,大氣壓強(qiáng)為p。為使兩個半球殼沿圖箭頭方向互相分離,應(yīng)施加的力F至少為:( )
A.4πR2p B.2π R2p C.πR2p D.πR2p/2
◆3-8-1017、內(nèi)徑均勻兩端開口的V形管如圖所示,B支管豎直插 11、入水銀槽中,A支管與B支管之間的夾角為θ,A支管中有一段長為h的水銀柱保持靜止,下列說法中正確的是( )
A.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)
B.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)cosθ
C.B管內(nèi)水銀面比管外水銀面低hcosθ
D.管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)小hcosθ汞柱高
◆3-8-1018、豎直倒立的U形玻璃管一端封閉,另一端開口向下,如圖所示,用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體,在保持溫度不變的情況下,假設(shè)在管子的D處鉆一小孔,則管內(nèi)被封閉的氣體壓強(qiáng)p和氣體體積V變化的情況為: ( )
A、p、V都不變
B、V減小,p增 12、大
C、V增大,p減小
D、無法確定
◆3-8-1019、為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p—1/V圖線,如圖,由圖可知( )
A.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時其壓強(qiáng)與體積成正比
B.一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時其p—1/V圖線的延長線是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的
C.由圖可知T1>T2
D.由圖可知T1 13、>T2
D.有圖可知T1<T2
◆3-8-1021、下列過程可能發(fā)生的是( )
A、氣體的溫度變化,但壓強(qiáng)、體積保持不變
B、氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變,而體積發(fā)生變化
C、氣體的溫度保持不變,而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化
D、氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化
◆3-8-1022、下列說法中錯誤的是( )
A.氣體的體積等于氣體分子體積之和
B.氣體的壓強(qiáng)由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞而產(chǎn)生的
C.溫度越高,氣體分子的平均速度越大
D.熱力學(xué)溫度的每一度大小跟攝氏溫度的每1度大小相同
◆3-8-1023、一定質(zhì)量的理想氣體,壓強(qiáng)為3atm,保持溫度不變,當(dāng)壓強(qiáng)減小 14、2 atm時,體積變化4L,則該氣體原來的體積為: ( )
A、4/3L B、2L C、8/3L D、8L
◆3-8-1024、一定質(zhì)量的理想氣體的p—V圖如右圖所示,a、b、c三點(diǎn)所表示的狀態(tài)溫度分別為Ta、Tb、Tc,那么( )
A. Ta=Tb B. Tb=Tc C. Tc=Ta D.可能Tc>Ta
◆3-8-1025、一定質(zhì)量的氣體,在做等溫變化的過程中,下列物理量發(fā)生變化的有:( )
A、氣體的體積 B、單位體積內(nèi)的分子數(shù) C、氣體的 15、壓強(qiáng) D、分子總數(shù)
◆3-8-1026、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時,若體積增大為原來的n倍,則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼模? )倍
A、2n B、n C、1/n D、2/n
◆3-8-1027、一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B的過程如圖所示,A、B位于同一雙曲線上,則此變化過程中,溫度 ( )
A、一直下降 B、先上升后下降
C、先下降后上升 D、一直上升
◆3-8-1028、一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過程,如圖所示,A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上,則此變化過程中( )
16、
A、從A到B的過程溫度升高
B、從B到C的過程溫度升高
C、從A到C的過程溫度先降低再升高
D、A、C兩點(diǎn)的溫度相等
◆3-8-1029、一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置,如圖所示,金屬圓板的上表面是水平的,下表面與水平面的夾角為θ,圓板的質(zhì)量為M,不計圓板與容器內(nèi)壁間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為P0,則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)等于
A、P0+Mgcosθ/S B、P0/cosθ+Mg /Scosθ
C、P0+Mgcos2θ/S D、P0+Mg /S
◆3-8-1030、一個開口玻璃瓶內(nèi)有空氣,現(xiàn)將瓶口向下按入水中,在水面下5m深處恰能保持靜止不動,下列 17、說法中正確的是 ( )
A.將瓶稍向下按,放手后又回到原來位置
B.將瓶稍向下按,放手后加速下沉
C.將瓶稍向上提,放手后又回到原處
D.將瓶稍向上提,放手后加速上升
◆3-8-1031、一根兩端封閉粗細(xì)均勻的直玻璃中有一段長57厘米的水銀柱,在水銀柱兩邊各有一段空氣柱(如下圖)。當(dāng)玻璃管水平放置,兩段空氣柱長度均為30厘米,壓強(qiáng)都是一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,現(xiàn)將玻璃管緩慢豎立起來,則上下兩段空氣柱的長度分別為( )
A.30厘米,30厘米
B.35厘米,25厘米
C.4 18、0厘米,20厘米
D.45厘米,15厘米
◆3-8-1032、用一段水銀柱將管內(nèi)氣體與外界隔絕,如下圖所示,管口朝下豎直放置,今將玻璃管傾斜,下列敘述正確的是( )
A.封閉端內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大
B.封閉端內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小
C.封閉端內(nèi)的氣體體積增大
D.封閉端內(nèi)的氣體體積減小
◆3-8-1033、在“驗(yàn)證玻意耳定律”的實(shí)驗(yàn)中,對氣體的初狀態(tài)和末狀態(tài)的測量和計算都正確無誤,結(jié)果末狀態(tài)的pV值與初狀態(tài)的p0V0值明顯不等,造成這一結(jié)果的可能原因是在實(shí)驗(yàn)過程中( )
A.氣體溫度發(fā)生變化 B.氣體與外界間有熱交換
C.有氣體泄 19、漏 D.體積改變得太迅速.
◆3-8-1034、在1×105Pa的環(huán)境中做托里拆利實(shí)驗(yàn),如圖所示.測出管內(nèi)外水銀面的高度h=72cm.若保持管口總能浸沒在槽內(nèi)水銀面以下, 而將玻璃管豎直向上緩慢地提升△h.那么,最后管內(nèi)、外水銀面的高度差h′的大小 ( ).
A.等于h,即管內(nèi)水銀柱高度不變
B.小于h
C.等于h+△h
D.h 20、當(dāng)于下列哪個高度的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng) ( )
A.0 cm
B.60 cm
C.30 cm
D.16 cm
題號、在溫度均勻的水池中,有一空氣泡從池底緩緩地向上浮起,在其上浮的過程中,泡內(nèi)氣體(可看成理想氣體)( )
A、內(nèi)能減少,放出熱量
B、內(nèi)能增加,吸收熱量
C、對外做功,同時吸熱,內(nèi)能不變
D、對外做的功等于吸收的熱量
◆3-8-1037、在驗(yàn)證“玻意耳定律”的實(shí)驗(yàn)中,下列四個因素中對實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性影響最小的是( )
A.針筒封口處漏氣
B.采用橫截面積較大的針筒
C.針筒壁與活塞之間存在摩擦
D.實(shí)驗(yàn)過程中用手去握針筒
◆ 21、3-8-1038、在一根一端封閉、一端開口、長1m的均勻直玻璃管中,如圖所示,裝入長為75cm的水銀柱,用它封住一部分空氣.當(dāng)將其開口向下豎直放置時,被封氣柱長24cm,這時的大氣壓強(qiáng)為76cm汞柱.那么,當(dāng)大氣壓強(qiáng)變?yōu)?4 cm汞柱時,管內(nèi)水銀柱長度h為( ).
A.73 cm
B.73 cm 22、 B.pA=p0-h(huán)
C.pA=p0+2h D.pA=p0
◆3-8-1040、噴霧器筒內(nèi)藥液面上方有打氣孔,可通過打氣筒將外界空氣壓入筒內(nèi)液面上方,使被封閉的空氣壓強(qiáng)增大。設(shè)噴霧器筒內(nèi)上方的空氣體積為1.5L,然后用打氣筒緩慢向藥液上方打氣,每次打進(jìn)1atm的空氣0.25L,設(shè)打氣過程中溫度不變,要使噴霧器里的壓強(qiáng)達(dá)到4atm,打氣筒應(yīng)打氣______次。
◆3-8-1041、一個容積是10升的球,原來盛有1個大氣壓的空氣,現(xiàn)在使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?個大氣壓,應(yīng)向球內(nèi)打入_____升1個大氣壓的空氣(設(shè)溫度不變)
◆3-8-1042、抽氣機(jī)對某容器抽氣,已 23、知被抽容器的容積是抽氣機(jī)最大活動容積的兩倍,在按最大活動容積抽氣2次后,容器中氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼腳______倍。
◆3-8-1043、下圖中,容器A的容器是容器B容積的4倍,開始時A中是真空,B中有20×105帕壓強(qiáng)的氣體,打開開關(guān),A、B相通后,溫度不變,B中氣體壓強(qiáng)為_________帕。
◆3-8-1044、用活塞氣筒向一個容積為V的容器內(nèi)打氣,每次能把體積為V0,壓強(qiáng)為p0的空氣打入容器內(nèi).若容器內(nèi)原有空氣的壓強(qiáng)為p,打氣過程中溫度不變,則打了n次后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為______________________
◆3-8-1045、一條等溫線如圖所示,線上兩點(diǎn)A、B 24、表示氣體處于的兩個狀態(tài). A、B兩個狀態(tài)的壓強(qiáng)比=_______,體積比= _______,溫度比=_______.
◆3-8-1046、一根粗細(xì)均勻的玻璃管OA,長度為1米,橫截面積為0.3厘米2,A端開口,O端封閉。管中有3克水銀形成一個小段很短的水銀柱,將一定質(zhì)量的空氣與外界隔開。玻璃管水平放置,大氣壓p0 =1.0×105帕,水銀柱與管底O相距80厘米(如圖)?,F(xiàn)使玻璃管在水平面上繞管底O作勻速轉(zhuǎn)動,為使水銀不致甩到管外去,玻璃管轉(zhuǎn)動的最大角速度ω=________
◆3-8-1047、如圖所示,A、B、C三只相同的試管,一端封閉,封閉端有一個小環(huán)由細(xì)線懸掛在天花板上 25、,開口端插入水銀槽中,試管內(nèi)封有氣體。三管靜止時,三根細(xì)線的張力分別為TA、TB、TC,A管內(nèi)水銀面和管外平,B管內(nèi)水銀面比管外低,C管內(nèi)水銀面比管外高,則三管中氣體壓強(qiáng)最小的是________管,三根細(xì)線中張力最大的是_______。
◆3-8-1048、如圖所示,質(zhì)量分別為m1和m2的同種氣體,分別以恒定的溫度t1和t2等溫變化,變化過程分別用圖中等溫線1和2表示,如m1=m2,則t1____t2 ;如t1=t2,則m1______m2,
(填“>”“=”或“<”)
◆3-8-1049、如圖所示,粗細(xì)均勻的U形管的A端是封閉的,B端開口向上。兩管中水銀面的高度差h=20cm 26、。外界大氣壓強(qiáng)為76cmHg。求A管中封閉氣體的壓強(qiáng)。
◆3-8-1050、在溫度不變的情況下,把一根長為100cm,上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中,插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半,若大氣壓為75cmHg,求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。
◆3-8-1051、汽車輪胎的容積是2.5×10-2m3,輪胎原有1atm的空氣。向輪胎內(nèi)打氣,直至壓強(qiáng)增加到8atm為止。應(yīng)向輪胎里打進(jìn)1atm的多少體積的空氣。(溫度不變)
◆3-8-1052、一個氣泡從水底升到水面上時,增大2倍,設(shè)水的密度為ρ=1×103Kg/m3,大氣壓強(qiáng)P0=1×105Pa,水底與水面溫差不計, 27、求水的深度。(g=10m/s2)
◆3-8-1053、如圖所示,若氣壓式保溫瓶內(nèi)水面與出水口的距離為h時,密封空氣體積為V,設(shè)水的密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為P0,欲使水從出水口流出,瓶內(nèi)空氣壓縮量(即體積減小量)△V至少為多少?(設(shè)瓶內(nèi)彎曲管的容積不計,壓水前管內(nèi)無水,溫度保持不變)
◆3-8-1054、某個容器的容積是10L,所裝氣體的壓強(qiáng)是20×105Pa。如果溫度保持不變,把容器的開關(guān)打開以后,容器里剩下的氣體是原來的百分之幾?(設(shè)大氣壓是1.0×105Pa)。
◆3-8-1055、一根內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管彎成直角,開口端水平放置,封閉端豎直放置,如圖,兩段直管長 28、都是50cm,管內(nèi)有一段長35cm的汞柱封住一段長25cm的氣柱處于平衡,大氣壓強(qiáng)為75cmHg,玻璃管彎曲部分對長度和體積的影響可以略去不計。若將這個玻璃管從圖示位置順時針緩慢轉(zhuǎn)90°,求管內(nèi)氣柱長度。
◆3-8-1056、一橫截面積為S的汽缸水平放置,固定不動,汽缸壁是導(dǎo)熱的。兩個活塞A和B將汽缸分隔為1、2兩氣室,達(dá)到平衡時1、2兩氣室體積之比為3∶2,如圖所示.在室溫不變的條件下,緩慢推動活塞A,使之向右移動一段距離d,求活塞B向右移動的距離,不計活塞與汽缸壁之間的摩擦.
◆3-8-1057、一圓柱形汽缸,內(nèi)部截面積為S,其活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦地滑動,汽缸內(nèi)密封 29、有理想氣體,外部大氣壓強(qiáng)為p0,當(dāng)汽缸臥放在水平面上時,活塞距缸底為L0,如圖所示.當(dāng)汽缸豎直放置開口向上時,活塞距缸底為4/5L0;當(dāng)用細(xì)繩系住活塞上的鉤子,把汽缸提離地面時,活塞距缸底為2L0(忽略氣體質(zhì)量,保持溫度不變).求提離地面時,繩中張力多大?
◆3-8-1058、(1)一定質(zhì)量的某種氣體的體積為20L時,壓強(qiáng)為1.0×105 Pa. 當(dāng)氣體發(fā)生等溫變化,體積減小到16L時,壓強(qiáng)為多大?
◆3-8-1059、某容器的容積是10L,里面所盛氣體的壓強(qiáng)為2.0×106 Pa。保持溫度不變,把這些氣體裝在另一個容器里,氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?.0×105 Pa,這個容器的容 30、積是多大?
◆3-8-1060、如圖所示,豎直玻璃管里有一段4cm長的水銀柱,水銀柱的下面封閉著長60cm的空氣柱,玻璃管的橫截面積是0.1cm2. 在溫度不變時,如果再向管里裝入27.2g的水銀,持平衡時,封閉在水銀柱下面的空氣柱有多高?已知大氣壓p0 = 1.0×105Pa,水銀的密度ρ =13.6×103 kg/m3.
◆3-8-1061、一個氣泡從水底升到水面時,它的體積增大為原來的3倍,設(shè)水的密度為ρ=1×103kg/m3,大氣壓強(qiáng)p0=1.01×105Pa,水底與水面的溫度差不計,求水的深度。取g=10m/s2。
◆3-8-1062、如圖1所示,圓柱形氣缸活塞 31、的橫截面積為S,下表面與水平面的夾角為α,重量為G。當(dāng)大氣壓為p0,為了使活塞下方密閉氣體的體積減速為原來的1/2,必須在活塞上放置重量為多少的一個重物(氣缸壁與活塞間的摩擦不計)
◆3-8-1063、一根兩端開口、粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管,長L=30cm,豎直插入水銀槽中深h0=10cm處,用手指按住上端,輕輕提出水銀槽,并緩緩倒轉(zhuǎn),則此時管內(nèi)封閉空氣柱多長?已知大氣壓P0=75cmHg。
◆3-8-1064、容器A的容積是10L,用一根帶閥門的細(xì)管,與容器B相連。開始時閥門關(guān)閉, A內(nèi)充有10atm的空氣,B是真空。后打開閥門把A中空氣放一些到B中去,當(dāng)A內(nèi)壓強(qiáng)降到4at 32、m時,把閥門關(guān)閉,這時B內(nèi)壓強(qiáng)是3atm。求容器B的容積。假設(shè)整個過程中溫度不變。
對流入容器B的這部分空氣,它后來的狀態(tài)為壓強(qiáng)p′B=3atm,體積VB(容器B的容積)。
◆3-8-1065、 一容積為32L的氧氣瓶充氣后壓強(qiáng)為1300N/cm2。按規(guī)定當(dāng)使用到壓強(qiáng)降為100N/cm2時,就要重新充氣。某廠每天要用400L氧氣(在1atm下),一瓶氧氣能用多少天(1atm=10N/cm2)?設(shè)使用過程中溫度不變。
◆3-8-1066、容器A的容積為VA=100L,抽氣機(jī)B的最大容積為VB=25L。如圖所示,當(dāng)活塞向上提時,閥門a打開,閥門b關(guān)閉;當(dāng)活塞向下壓時,閥門a 33、關(guān)閉,閥門b打開。若抽氣機(jī)每分鐘完成4次抽氣動作,求抽氣機(jī)工作多長時間,才能使容器A中氣體的壓強(qiáng)由70cmhg下降到7.5cmHg(設(shè)抽氣過程中容器內(nèi)氣體的溫度不變)?
◆3-8-1067、有開口向上豎直安放的玻璃管,管中在長h的水銀柱下方封閉著一段長L的空氣柱。當(dāng)玻璃管以加速度a向上作勻加速運(yùn)動時,空氣柱的長度將變?yōu)槎嗌??已知?dāng)天大氣壓為p0,水銀密度為ρ,重力加速度為g。
◆3-8-1068、如圖所示,內(nèi)徑均勻的U型玻璃管豎直放置,截面積為5cm2,管右側(cè)上端封閉,左側(cè)上端開口,內(nèi)有用細(xì)線栓住的活塞。兩管中分別封入L=11cm的空氣柱A和B,活塞上、下氣體壓強(qiáng)相等 34、為76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),這時兩管內(nèi)的水銀面的高度差h=6cm,現(xiàn)將活塞用細(xì)線緩慢地向上拉,使兩管內(nèi)水銀面相平。求
(1)活塞向上移動的距離是多少?
(2)需用多大拉力才能使活塞靜止在這個位置上?
◆3-8-1069、如圖所示,在水平放置的容器中,有一靜止的活塞把容器分隔成左、右兩部分,左側(cè)的容積是1.5L,存有空氣;右側(cè)的容積是3L,存有氧氣,大氣壓強(qiáng)是76cmHg。先打開閥門K,當(dāng)與容器中空氣相連的U形壓強(qiáng)計中左、右水銀面的高度差減為19cm時,關(guān)閉閥K。求后來氧氣的質(zhì)量與原來氧氣的質(zhì)量之比(系統(tǒng)的溫度不變,壓強(qiáng)計的容積以及摩擦不計)。
◆3-8-107 35、0、一橫截面積為S的氣缸水平放置,固定不動,氣缸壁是導(dǎo)熱的,兩個活塞A和B將氣缸分隔為1、2兩氣室,達(dá)到平衡時1、2兩氣室體積之比為3∶2,如圖所示,在室溫不變的條件下,緩慢推動活塞A,使之向右移動一段距離d,求活塞B向右移動的距離,不計活塞與氣缸壁之間的摩擦。
◆3-8-1071、某個容器的容積是10 L,所裝氣體的壓強(qiáng)是2.0×106Pa。如果溫度保持不變,把容器的開關(guān)打開以后,容器里剩下的氣體是原來的百分之幾?設(shè)大氣壓強(qiáng)是1.0×105Pa。
◆3-8-1072、一個氣泡從水底升到水面時,它的體積增大為原來的3倍,設(shè)水的密度為ρ=1×103kg/m3,大氣壓強(qiáng)p0 36、=1.01×105Pa,水底與水面的溫度差不計,求水的深度。取g=10m/s2。
◆3-8-1073、用活塞式抽氣機(jī),在溫度不變的情況下,從容積為4L的玻璃瓶中抽氣,每抽一次,瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小到原來的5/6,那么這臺抽氣機(jī)的氣室容積為多少升?
◆3-8-1074、一根長50cm、兩端開口的直玻璃管,豎直插入水銀槽中,它的上口距水銀面10cm,現(xiàn)將管的上口堵住,然后緩慢豎直提出水銀面,則管內(nèi)水銀柱的長度為多大?.(外界大氣壓支持75cmHg,溫度保持不變.)
◆3-8-1075、容器內(nèi)裝有10×105Pa的氣體5kg, 當(dāng)放出一部分氣體后, 容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小到2×1 37、05Pa, 求容器中剩余氣體的質(zhì)量. (設(shè)溫度不變)
◆3-8-1076、水銀氣壓計中混入了一個空氣泡, 上升到水銀柱的上方, 使水銀柱上方不再是真空, 因而氣壓計的讀數(shù)比實(shí)際的大氣壓小些. 當(dāng)實(shí)際大氣壓為768mmHg產(chǎn)生的壓強(qiáng)時, 氣壓計的讀數(shù)只有750mmHg, 此時管中水銀面到管頂?shù)木嚯x為80mm. 那么, 當(dāng)氣壓計讀數(shù)為740mmHg時, 實(shí)際大氣壓為多少?(設(shè)溫度保持不變)
◆3-8-1077、一個右端開口左端封閉的U形玻璃管中裝有水銀,左側(cè)封有一定質(zhì)量的空氣,如圖所示,已知,空氣柱長是40cm,兩側(cè)水銀面高度差56cm,若左側(cè)距管頂66cm處的k點(diǎn)處突然斷開,斷開處 38、上方水銀能否流出?這時左側(cè)上方封閉氣柱將變?yōu)槎喔??(設(shè)大氣壓強(qiáng)為1.013×105Pa)
◆3-8-1078、用托里拆利實(shí)驗(yàn)測大氣壓強(qiáng)時,管內(nèi)混有少量空氣,因此讀數(shù)不準(zhǔn),當(dāng)大氣壓強(qiáng)為75cmHg時,讀數(shù)為74.5cmHg,這時管中空氣柱長22cm,當(dāng)氣壓計讀數(shù)為75.5cmHg時,實(shí)際大氣壓強(qiáng)多大?
◆3-8-1079、
一容積為32L的氧氣瓶充氣后壓強(qiáng)為13一橫截面積為S的氣缸水平放置,固定不動,氣缸壁是導(dǎo)熱的,兩個活塞A和B將氣缸分隔為1、2兩氣室,達(dá)到平衡時1、2兩氣室體積之比為3∶2,如圖所示,在室溫不變的條件下,緩慢推動活塞A,使之向右移動一段距離d,求活 39、塞B向右移動的距離,不計活塞與氣缸壁之間的摩擦。
8.1氣體的等溫變化 參考答案
◆3-8-1004、[自主學(xué)習(xí)]
一、氣體的狀態(tài)及參量
1、壓強(qiáng)、體積、溫度;狀態(tài)參量
2、冷熱程度,分子熱運(yùn)動;熱力學(xué),T,開爾文,開,K;273.15K
3、分子所能占據(jù)空間的體積,米3,m3,10-3,10-6
4、氣體作用在器壁單位面積上的壓力,P,帕斯卡,Pa,1.015×105,760
5、都不變,不會
二、玻意耳定律
1、反比
2、P1V1=P2V2
三、氣體等溫變化的P—V圖象
雙曲線,等溫
1、t2>t1
2、通過原點(diǎn)的直線,斜率越大溫度越高
◆3-8-1 40、005、C
解析:、以氣泡為研究對象,利用玻意耳定律即可
◆3-8-1006、AB
◆3-8-1007、B
解析:、由氣體傳遞壓強(qiáng)的特點(diǎn),前后這兩種情況對A管封閉氣體是等同的
◆3-8-1008、AC
◆3-8-1009、AC
◆3-8-1010、B
◆3-8-1011、ABD
◆3-8-1012、D
◆3-8-1013、A
解析:、假設(shè)上提時水銀柱不動,則封閉氣體壓強(qiáng)減小,在大氣壓的作用下水銀柱上升,而封閉氣體由于壓強(qiáng)減小,體積增大
◆3-8-1014、D
◆3-8-1015、D
◆3-8-1016、C
解析:、大氣壓作用的有效面積為πR2。
◆3-8-10 41、17、BD
◆3-8-1018、B
解析:、導(dǎo)致封閉氣體的壓強(qiáng)增大,體積減小。
◆3-8-1019、BD
◆3-8-1020、ABD
◆3-8-1021、CD
◆3-8-1022、AC
◆3-8-1023、B
解析:、3V=1×(V+4),V=2。
◆3-8-1024、B
◆3-8-1025、ABC
解析:、等溫過程中,p、V發(fā)生相應(yīng)變化,單位體積內(nèi)的分子數(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)變化
◆3-8-1026、 C
◆3-8-1027、B
解析:、可作出過直線AB上各點(diǎn)的等溫線與過A、B兩點(diǎn)的等溫線進(jìn)行比較
◆3-8-1028、AD
◆3-8-1029、D
◆3-8-103 42、0、BD
解析:、瓶保持靜止不動,受力平衡mg=ρgV,由玻意耳定律,將瓶下按后,p增大而V減小,mg>ρgV,故放手后加速下沉。同樣道理,D選項也正確
◆3-8-1031、C
◆3-8-1032、AD
◆3-8-1033、ACD
◆3-8-1034、D
◆3-8-1035、D
◆3-8-1036、CD
◆3-8-1037、B
◆3-8-1038、B
◆3-8-1039、D
◆3-8-1040、18
◆3-8-1041、40
◆3-8-1042、4/9
◆3-8-1043、4×105
◆3-8-1044、
◆3-8-1045、;;
◆3-8-1046、14.1 43、rad/s
◆3-8-1047、C;C
◆3-8-1048、>;>
◆3-8-1049、56cmHg
◆3-8-1050、2、25cm
◆3-8-1051、1.75×10-1m3
◆3-8-1052、10m
◆3-8-1053、△V≥ρghv/(ρ0+ρgh)
◆3-8-1054、解:設(shè)容器原裝氣體為研究對象。
初態(tài) p1=20×105Pa
V1=10L
T1=T
末態(tài) p2=1.0×105Pa
T2=T
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
即剩下的氣體為原來的5%。
解析:、就容器而言,里面氣體質(zhì)量變了,似乎是變質(zhì)量問題了,但若視容器中氣體出而不走, 44、就又是質(zhì)量不變了。
◆3-8-1055、管內(nèi)氣柱長62.5cm.
◆3-8-1056、活塞B向右移動2d/5
◆3-8-1057、繩中張力3P0S/4
◆3-8-1058、解:初狀態(tài)時氣體的壓強(qiáng) p1=1.0×105 Pa,體積V1=20L;
末狀態(tài)時氣體的壓強(qiáng)p2,體積V2 = 16 L.
由玻意耳定律p1V1= p2V2可得
P2 =
= Pa
= 1.25×105 Pa
◆3-8-1059、解:初狀態(tài)時氣體的壓強(qiáng)p1=2.0×106 Pa,體積V1=10 L;
末狀態(tài)時氣體的壓強(qiáng)p2=1.0×105 Pa,求體積V2。
由玻意耳定律克p1V1= p 45、2V2可得
V2 =
= =200L
◆3-8-1060、解:管里再裝入27.2g水銀時,水銀柱增加的高度
= 0.2 m
空氣柱初狀態(tài)時的壓強(qiáng)
p1 = p0 + ph1 = p0 +ρHggh1
= 1.0×105 Pa + 13.6×103×9.8×0.04 Pa
= 10.5×104 Pa
V1 = 60 Scm,其中S為玻璃管的橫截面積;
空氣柱末狀態(tài)時的壓強(qiáng)
p2 = p1 + ph2 = p0 +ρHggh2
= 1.0×105 Pa + 13.6×103×9.8×(0.04 + 0.20) Pa
= 1.32×105 Pa 46、
由玻意耳定律p1V1= p2V2可得
,V = Sh,
所以
.
題號、解:設(shè)氣泡在水底時的體積為V1、壓強(qiáng)為:
p1=p0+ρgh
氣泡升到水面時的體積為V2,則V2=3V1,壓強(qiáng)為p2=p0。
由玻意耳定律 p1V1=p2V2,即
(p0+ρgh)V1=p0·3V1
得水深
解析:、氣泡在水底時,泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于水面上大氣壓與水的靜壓強(qiáng)之和。氣泡升到水面上時,泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小為與大氣壓相等,因此其體積增大。由于水底與水面溫度相同,泡內(nèi)氣體經(jīng)歷的是一個等溫變化過程,故可用玻意耳定律計算。
題號、解:據(jù)圖2,設(shè)活塞下方氣體原來的壓強(qiáng)為p1,由活塞 47、的平衡條件得
同理,加上重物G′后,活塞下方的氣體壓強(qiáng)變?yōu)?
氣體作等溫變化,根據(jù)玻意耳定律:
得 p2=2p1
∴ G′=p0S+G
解析:、在分析受力時必須注意由氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的氣體壓力應(yīng)該垂直于接觸面,氣體壓強(qiáng)乘上接觸面積即為氣體壓力
◆3-8-1063、解:根據(jù)上面的分析,畫出示意圖(圖a、b、c)。氣體所經(jīng)歷的三個狀態(tài)的狀態(tài)參量如下表所示:
由于整個過程中氣體的溫度不變,由玻意耳定律:
p1V1=p2V2=p3V3
即
75×20S=(75-h)(30-h)S=(75+h)L3S
由前兩式得:
48、h2-105h+750=0
取合理解 h=7.7cm,代入得
解析:、插入水銀槽中按住上端后,管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量氣體,空氣柱長L1=L-h0=20cm,壓強(qiáng)p1=p0=75cmHg。輕輕提出水銀槽直立在空氣中時,有一部分水銀會流出,被封閉的空氣柱長度和壓強(qiáng)都會發(fā)生變化。設(shè)管中水銀柱長h,被封閉氣體柱長為L2=L-h。倒轉(zhuǎn)后,水銀柱長度仍為h不變,被封閉氣體柱長度和壓強(qiáng)又發(fā)生了變化。設(shè)被封閉氣體柱長L3。
所以,管內(nèi)封閉氣體經(jīng)歷了三個狀態(tài)。由于“輕輕提出”、“緩緩倒轉(zhuǎn)”,意味著都可認(rèn)為溫度不變,因此可由玻意耳定律列式求解。
必須注意題中隱含的狀態(tài)(b),如果遺漏了這一點(diǎn), 49、將無法正確求解。
◆3-8-1064、解:先以容器A中空氣為研究對象,它們等溫膨脹前后的狀態(tài)參量為:
VA=10L,pA=10atm;
V'A=?,p'A=4atm。
由玻意耳定律 pAVA=p'AV'A,得
如圖1所示。
再以逸出容器A的這些空氣為研究對象,它作等溫變化前后的狀態(tài)為:
p1=p'A=4atm,V1=V'A-VA=15L
p'1=3atm,V'1=VB
同理由玻意耳定律 p1V1=p'1VB,得
所以容器B的容積是20L。
題號、為了找出這部分空氣的初態(tài),可設(shè)想讓容器A中的空氣作等溫膨脹,它的壓強(qiáng)從10atm降為4atm時逸 50、出容器A的空氣便是進(jìn)入B內(nèi)的空氣,于是即可確定初態(tài)。
本題中研究對象的選取至關(guān)重要,可以有多種設(shè)想。例如,可先以后來充滿容器A的氣體為研究對象(見圖2)假設(shè)它原來在容器A中占的體積為Vx,這部分氣體等溫變化前后的狀態(tài)為:
變化前:壓強(qiáng)pA=10atm、體積Vx,
變化后:壓強(qiáng)p′A=4atm 體積V′x=VA=10L。
由 pAVx=p′AV′x
由此可見,進(jìn)入B中的氣體原來在A內(nèi)占的體積為VA-Vx=(10-4)L=6L。再以這部分氣體為研究對象,它在等溫變化前后的狀態(tài)為:
變化前:壓強(qiáng)p1=10atm,體積V1=6L,
變化后:壓強(qiáng)p2= 51、3atm,體積V2=VB.
由玻意耳定律得容器B的容積為:
決定氣體狀態(tài)的參量有溫度、體積、壓強(qiáng)三個物理量,為了研究這三者之間的聯(lián)系,可以先保持其中一個量不變,研究另外兩個量之間的關(guān)系,然后再綜合起來。這是一個重要的研究方法,關(guān)于氣體性質(zhì)的研究也正是按照這個思路進(jìn)行的。
◆3-8-1065、解:作出示意圖如圖1所示。
根據(jù)玻意耳定律,由
p1V1=p′1V′1,p2V2=p′2V′2
得
所以可用天數(shù)為:
解析:、【分析】這里的研究對象是瓶中的氧氣。由于它原有的壓強(qiáng)(1300N/cm2),使用后的壓強(qiáng)(100N/cm2)、工廠應(yīng)用時的壓強(qiáng) 52、(10N/cm2)都不同,為了確定使用的天數(shù),可把瓶中原有氧氣和后來的氧氣都轉(zhuǎn)化為1atm,然后根據(jù)每天的耗氧量即可算出天數(shù)。
【說明】根據(jù)上面的解題思路,也可以作其他設(shè)想。如使后來留在瓶中的氧氣和工廠每天耗用的氧氣都變成1300N/cm2的壓強(qiáng)狀態(tài)下,或使原來瓶中的氧氣和工廠每天耗用的氧氣都變成100N/cm2的壓強(qiáng)狀態(tài)下,統(tǒng)一了壓強(qiáng)后,就可由使用前后的體積變化算出使用天數(shù)。
上面解出的結(jié)果,如果先用文字代入并注意到p′1=p′2=p0 ,即得
或
p1V1=p2V2+np0V0
這就是說,在等溫變化過程中,當(dāng)把一定質(zhì)量的氣體分成兩部分(或幾部分),變化前后pV 53、值之和保持不變(圖2)。這個結(jié)果,實(shí)質(zhì)上就是質(zhì)量守恒在等溫過程中的具體體現(xiàn)。在氣體的分裝和混合等問題中很有用。
◆3-8-1066、解:設(shè)抽氣1次后A中氣體壓強(qiáng)下降到p1,根據(jù)
pAVA=p1(VA+VB)
得
第二次抽氣后,壓強(qiáng)為p2,則
同理,第三次抽氣后,
抽氣n次后,氣體壓強(qiáng)
代入數(shù)據(jù)得:n=10(次)
解析:、每次抽氣過程中被抽氣體體積都是VB,但壓強(qiáng)是逐步減小的,只是最后一次抽氣時,壓強(qiáng)才降低至7.5cmHg。因此,必須逐次對抽氣過程列出玻意耳定律公式,再利用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行求解。
◆3-8-1067、解:空氣柱 54、原來的壓強(qiáng)為
p1=p0+ρgh
當(dāng)玻璃管向上作勻加速運(yùn)動時,空氣柱的壓強(qiáng)為p2,由水銀柱加速度運(yùn)動得
p2S-p0S-mg=ma
∴ p2=p0+ρ(g+a)h
氣體作等溫變化
p1LS=p2L′S
解析:、本題是動力學(xué)和氣體狀態(tài)變化結(jié)合的綜合題。由于牛頓第二定律公式要求使用國際單位,所以壓強(qiáng)的單位是“Pa”。在解答此類習(xí)題時,要特別注意統(tǒng)一單位,高為h的水銀柱的壓強(qiáng)表達(dá)為p=ρgh是解題中一個要點(diǎn)。
◆3-8-1068、解:(1)對于B段氣體
pB1=76-6=70(cmHg) pB2=p
VB1=11S(cm3) VB2=(11+3)S(c 55、m3)
根據(jù)玻意耳定律 pB1VB1=pB2VB2
對于A段氣體
pA1=76(cmHg) pA2=pB2=55(cmHg)
VA1=11s(cm3) VA2=L'S(cm3)
根據(jù)玻意耳定律 pA1VA1=pA2VA2
對于活塞的移動距離:
h'=L'+3-L
=15.2+3-11
=7.2(cm)
(2)對于活塞平衡,可知
F+pA2S=P0S
F=P0S-PS
解析:、[分析]兩部分氣體是靠壓強(qiáng)來聯(lián)系
U型玻璃管要注意水銀面的變化,一端若下降xcm另一端必上升xcm,兩 56、液面高度差為2xcm,由此可知,兩液面相平,B液面下降h/2,A管液面上升h/2在此基礎(chǔ)上考慮活塞移動的距離
[說明]U型管粗細(xì)相同時,一側(cè)水銀面下降hcm,另一側(cè)水銀面就要上升hcm,兩部分液面高度差變化于2hcm,若管子粗細(xì)不同,應(yīng)該從體積的變化來考慮,就用幾何關(guān)系解決物理問題是常用的方法。
◆3-8-1069、解:對于空氣(溫度不變)
對于氧氣(溫度不變)做為研究對象
容器外的氧氣(假設(shè)仍處于末態(tài))的體積
解析:、 [分析]對于密封的一定質(zhì)量空氣
把原來容器中的氧氣做為研究對象
容器外(放走的)氧氣體積△V
△V=( 57、V1'+V2')-(V1+V2)
在后來狀態(tài)下,氧氣密度相同
[說明]:理想氣體的狀態(tài)方程,是對一定量的氣體而言,當(dāng)它的狀態(tài)發(fā)生變化時,狀態(tài)參量之間的變化規(guī)律。遵守氣態(tài)方程。而兩部分氣體時,要各自分別應(yīng)用狀態(tài)方程。再通過力學(xué)條件,找到這兩部分氣之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系。
本題容器內(nèi)的氧氣是屬于變質(zhì)量問題,也可以把它假想成質(zhì)量不變來處理。
氣體單位體積的分子數(shù)相等,質(zhì)量和體積成正比,可求得剩余質(zhì)量(或放出的質(zhì)量)與原質(zhì)量之間的比例關(guān)系。
求物體的質(zhì)量可以用m=ρV某個狀態(tài)時的密度和該狀態(tài)時體積的乘積,而氣態(tài)方程也可以寫做密度形式
常用此式求某一 58、狀態(tài)時氣體單位體積的分子數(shù),然后再求氣體的質(zhì)量。
◆3-8-1070、解:因氣缸水平放置,又不計活塞的摩擦,故平衡時兩氣室內(nèi)的壓強(qiáng)必相等,設(shè)初態(tài)時氣室內(nèi)壓強(qiáng)為p0,氣室1、2的體積分別為V1和V2;在活塞A向右移動d的過程中活塞B向右移動的距離為x;最后氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為p,因溫度不變,分別對氣室1和2的氣體運(yùn)用玻意耳定律,得
氣室1 p0V1=p(V1-Sd+Sx) ①
氣室2 p0V2=p(V2-Sx) ②
由①、②兩式解得
解析:、 [分析]氣缸水平放置,不計活塞與氣缸壁的摩擦,平衡時,兩氣室的壓強(qiáng)必相等。
兩氣室各密封一定量的氣體,緩慢推動活塞,故溫度保持 59、不變,分別運(yùn)用玻意耳定律解題。
[說明]氣體實(shí)驗(yàn)定律,是研究某一定質(zhì)量的氣體,狀態(tài)發(fā)生變化時,前、后狀態(tài)參量變化的規(guī)律。切不可理解為兩部分氣體狀態(tài)參量的關(guān)系。
◆3-8-1071、解:設(shè)容器原裝氣體為研究對象,氣體做等溫變化。
初態(tài) p1=2.0×106Pa
V1=10 L
末態(tài) p2=1.0×105Pa
V2=?L
由玻意耳定律 p1V1=p2V2得
L
故容器里剩下的氣體占原來的百分之比為:%=5%
解析:、(先引導(dǎo)學(xué)生思考,理清解題思路,展示思維過程)
題后話:就容器而言,里面氣體質(zhì)量變了,似乎是變質(zhì)量問題了,但若視容器中氣體出而不走,就 60、又是質(zhì)量不變了(如圖所示)。
◆3-8-1072、解:設(shè)氣泡在水底時的體積為V1、壓強(qiáng)為:
p1=p0+ρgh
氣泡升到水面時的體積為V2,則V2=3V1,壓強(qiáng)為p2=p0。
由玻意耳定律 p1V1=p2V2,即
(p0+ρgh)V1=p0·3V1
得水深
解析:、【分析】氣泡在水底時,泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于水面上大氣壓與水的靜壓強(qiáng)之和。氣泡升到水面上時,泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小為與大氣壓相等,因此其體積增大。由于水底與水面溫度相同,泡內(nèi)氣體經(jīng)歷的是一個等溫變化過程,故可用玻意耳定律計算。
◆3-8-1073、0.8L
◆3-8-1074、32.4cm
◆3-8-1075、 61、1kg
◆3-8-1076、756mmHg
◆3-8-1077、斷開處的壓強(qiáng)比外界壓強(qiáng)小,因而水銀不流出。對封閉氣體應(yīng)用玻意耳定律可得,左側(cè)封閉氣體變?yōu)?6cm。答案: 否:16cm
◆3-8-1078、對封閉氣體應(yīng)用玻意耳定律可得。答案:76.2cm
◆3-8-1079、解:因氣缸水平放置,又不計活塞的摩擦,故平衡時兩氣室內(nèi)的壓強(qiáng)必相等,設(shè)初態(tài)時氣室內(nèi)壓強(qiáng)為p0,氣室1、2的體積分別為V1和V2;在活塞A向右移動d的過程中活塞B向右移動的距離為x;最后氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為p,因溫度不變,分別對氣室1和2的氣體運(yùn)用玻意耳定律,得
氣室1 p0V1=p(V1-Sd+Sx) ①
氣室2 p0V2=p(V2-Sx) ②
由①、②兩式解得
[分析]氣缸水平放置,不計活塞與氣缸壁的摩擦,平衡時,兩氣室的壓強(qiáng)必相等。兩氣室各密封一定量的氣體,緩慢推動活塞,故溫度保持不變,分別運(yùn)用玻意耳定律解題。
[說明]氣體實(shí)驗(yàn)定律,是研究某一定質(zhì)量的氣體,狀態(tài)發(fā)生變化時,前、后狀態(tài)參量變化的規(guī)律。切不可理解為兩部分氣體狀態(tài)參量的關(guān)系。
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