气体练习
例1：如图所示，气缸A和容器B由一细管经阀门K相 连，A和B的壁都是透热的，A是放置在27℃、1atm 的空气中，B浸在127℃的恒温槽内．开始时，K是关 闭的，B内为真空，容积VB=10L，A内装有理想气体 ，体积VA=10L．假设气缸壁和活塞D之间无摩擦，细 管的容积可忽略不计，打开K，使气体由A流入B， 等到活塞D停止移动时，A内气体的体积将是多少? 答案：A内气体的体积将是2.5L
答案： ① p=1.43×105pa ，②fm=600N
例7：一个质量可不计的活塞将一定量的气体封闭在上端开口 的直圆柱形气缸内,活塞的面积为600cm3，活塞上堆放着铁砂, 如图所示。最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上,气体柱的 高度为H0=20cm,温度为20℃，气体压强为1atm。 (不计活塞 与气缸之间的摩擦) ①现对气体缓缓加热,当气体温度升高到57℃时,活塞(及铁砂) 刚好开始离开卡环而上升，求铁砂的质量。 ②继续加热，当温度又升高多少时，气体柱高度H1长为30cm。 ③此后维持温度不变，逐渐取走铁砂，则直到铁砂全部取走 时,气柱长H2为多少？
答案： ①铁砂的质量为60kg。 ②温度为495K，又升高了165K。 ③H2为33cm。
例8： 、如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为 10kg，横截面积50cm2，厚度1cm，气缸全长21cm， 气缸质量20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时， 活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，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求： （1）气柱多长？ （2）当温度多高时，活塞刚好接触平台？ （3）当温度多高时，缸筒刚好对地面无压力。 （活塞摩擦不计）。
答案：(1)28cm(2)237℃
例5：如图所示，一个内径均匀的双U形曲管，用水银柱 将管的A部分封闭了一定质量的气体，当温度为T1 (K)时，空气柱A的长度为40 cm，右侧曲管的水银面 高度差为16 cm，当温度变为T2(K)时，量得曲管B处 的水银面比原来升高了10 cm，若外界大气压为76 cmHg，则T1: T2应为( )． A．2:1 B．3:1 C．4:1 D．3:2
例10： ．如图所示，上端开口直立圆筒形气缸内， 一个面积为S质量不计可自由滑动的活塞，将 一定质量的理想气体封闭在气缸内，最初活 塞离缸底为H，此时温度为540K，压强为p0 (等于外界大气压)。若保持气体温度不变， 在活塞上慢慢加碎石块，使活塞下降到高度 为H1=5H/6，停止加碎石块，然后让其温度 下降，此时活塞下降到H2=5H/9时活塞恰好 搁在气缸内壁的固定卡环上。若此时温度再 继续下降，使封闭容器内压强为p0，试求： (1)封闭气体一共经历哪几个等值过程； (2)气体的末温度； (3)所加碎石的总质量。
答案：
T1＝400K时p1＝p0，水银柱的高度差为0 T2＝540K时，水银高度差为91.2 - 76=15.2cm
例4：如图所示，大气压强p0＝75cmHg，温度为27℃， 在U形均匀管中封闭一段气体，左端水银柱总长10cm， 右端水银柱总长15cm，当竖直管两端水银柱高均为 5cm时，被封闭在U形管底端的空气柱恰为20cm。求： (1)当温度升高到168℃时，气体的长度变为多大？ (2)若左右两竖直管长度为12cm，要使左管水银全部 溢出则温度至少为多少？
(1) pA 1.5 105 Pa 答案：
(2)TB 500K
例2：如图所示,上部有挡板的气缸,气缸内部高度为d,有 一个很薄的质量不计的活塞,封住一定质量的气体,开始时 活塞处在离底部d/2的高处,这时外界大气压强为 p0=1×105Pa,温度为27℃,若对气体加热,试求: (1)当加热到127℃时,活塞离底部高度为多少? (2)加热到多少摄氏度时,活塞恰好升到离底部最高? (3)加热到627℃时,气缸内气体的压强为多大?
答案:(1) 2d/3, (2)327℃ (3) p=1.5×105Pa
例3：如图所示，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为 T0＝300K有一光滑导热活塞 C（不占体积）将容器分成A、B两 室，B室的体 积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U 形管内 气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm ，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压 等于76cm汞柱）求： （1）将阀门K打开后，A室的体积变成多少？ （2）打开阀门K后将容器内的气体从 300K分别加热到400K和540K ，U形管内两边水银面的高度差各为多少？
例9：一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截 面积为S＝2×10-3m2，竖直插入水面足够宽广的水 中。管中有一个质量为m＝0.4kg的密闭活塞，封闭 一段长度为L0＝66cm的气体，气体温度T0=300k， 如图所示。开始时，活塞处于静止状态，不计活塞 与管壁间的摩擦。 外界大气压强P0＝1.0×105Pa， （1）开始时封闭气体的压强多大？ （2）现保持管内封闭气体温度不变，用竖直向上 的力F缓慢地拉动活塞。当活塞上升到某一位置时 停止移动，此时F＝6.0N，则这时管内外水面高度 差为多少？管内气柱长度多大？ （3）再将活塞固定住，改变管内气体的温度，使 管内外水面相平，此时气体的温度是多少？
例6：如图所示的是一个水平放置的气缸，其活塞截 面积为140cm2，气缸内盛有一定质量的空气。在7℃ 时，气缸内空气压强是1×105pa。随着温度升高，汽 缸内气体压强增大，由于活塞与缸体之间存在摩擦 ，气体体积始终保持不变，当密封空气的温度升高 到127℃，活塞刚好发生移动，已知大气压 p0=1.0×105pa，则 ①此时气缸内气体压强为多大？ ②活塞一圆柱形气缸直立在地面上，内有一具有质 量而无摩擦的绝热活塞，把气缸分成容积相同的A 、B两部分，如图所示.两部分气体温度相同，都是 t0＝27。C，A部分气体的压强PAO＝1.O×105Pa，B部 分气体的压强 PBO＝2.O×105Pa.现对B部分的气体 加热，使活塞上升，保持A部分气体温度不变，使A 部分气体体积减小为原来的2／3，求此时: (1)A部分气体的压强pA. (2)B部分气体的温度TB.