如圖所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為V0氣缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略).開始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為和;左活塞在氣缸正中間，其上方為真空; 右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經(jīng)過一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡.已知外界溫度為，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦.

求:

(1)恒溫?zé)嵩吹臏囟?i>T;

(2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積.

【解析】 (1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開時(shí)，右活塞不動(dòng)，兩活塞下方對(duì)氣體經(jīng)歷等壓過程，由蓋·呂薩克定律得               （2分）

解得：         （1分）

(2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大，打開K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至氣缸頂，才能滿足力學(xué)平衡條件。

 氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程，設(shè)左活塞上方氣體壓強(qiáng)為P，由玻意耳定律得

                （2分）

   （2分）

聯(lián)立以上兩式解得

           （2分）

其解為，另一個(gè)解，不符合題意，舍去。（1分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?寧夏）[物理-選修3-3]
（1）帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V-T圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為Pb和Pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab，Qac，則
C
C
（填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分）

A．Pb＞Pc，Qab＞Qac B．Pb＞Pc，Qab＜Qac
C．Pb＜Pc，Qab＞Qac D．Pb＜Pc，Qab＜Qac
（2）圖中系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面均為左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉．兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通．
容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)�，B上方封有氫氣．大氣的壓強(qiáng)為P0，溫度為T0=273K，兩活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1P0．系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣柱的高度如下圖所示．現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑�，再次平衡時(shí)A上升了一定高度．用外力將A緩慢推回第一次固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8h．氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w
（ⅰ）第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；
（ⅱ）水的溫度．

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科目：高中物理 來源：2012屆哈爾濱市第六中學(xué)高三第四次模擬考試?yán)砜凭C合物理卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

圖中系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。
容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)�，B上方封有氫氣. 大氣的壓強(qiáng)為p0，溫度為T0＝273 K，兩活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1 p0。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣柱的高度如圖所示�，F(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑�，再次平衡時(shí)A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次達(dá)到平衡后，氫氣柱高度為0.8 h。氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w。求：

（i）第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；（ii）水的溫度。

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年河南省開封市高三第一次模擬考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

圖中系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面積均為s的容器組成。左容器足夠高．上端敞開．右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)猓瓸上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)為，溫度為．兩活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣柱的高度如圖所示。

    現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑校俅纹胶鈺r(shí)A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡叫的位置并固定．第三次達(dá)到平衡后．氫氣柱t高度為0.8h．氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w．求

    ①第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；

    ②水的溫度。

 

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科目：高中物理 來源：2014屆山東省臨沂市某區(qū)高二下學(xué)期期末質(zhì)量調(diào)研物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩氣缸的容積均為V0，氣缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略).開始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為和;左活塞在氣缸正中間，其上方為真空; 右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使氣缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經(jīng)過一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡.已知外界溫度為，不計(jì)活塞與氣缸壁間的摩擦.

求:(1)恒溫?zé)嵩吹臏囟萒;

(2)重新達(dá)到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積.

 

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