专题:密闭气体压强的计算
例1:计算图2中各种情况下,被封闭气体的压强。(标准大气压强p0=76cmHg,图中液体为水银)
76cmHg 51cmHg 63.5cmHg
51cmHg 101cmHg
S
mgPP 0
1.如图所示,汽缸内封闭着一定温度的气体,气体
长度为12cm。活塞质量为20kg,横截面积为
100cm²。已知大气压强为1×105Pa。
求:汽缸开口向上时,气体的长度。
2211 LpLp
解:以缸内封闭气体为研究对象,
,101 5
01 Papp SLV 11 初态:
cmp
LpL 10
2
11
2
,102.1 5
02 PaS
mgpp SLV 22 末态:
2211 VpVp 由玻意耳定律 得
mgSpSp 02由活塞受力平衡得:
2.粗细均匀的玻璃管,一端封闭,长为12 cm.一个人手持玻璃
管开口竖直向下潜入池水中,当潜到水下某深度时看到水进
入玻璃管口2 cm,求管口距水面的深度.(取水面上大气压
强为p0=1.0×105Pa,g取10 m/s2,池水中温度恒定)
答案:2.02m
3.粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高
度差为19 cm,封闭端空气柱长度为40 cm,如图所示.问向左
管再注入多少水银可使两管水银面等高?(已知外界大气压强p0
=76 cmHg,灌入水银过程中温度保持不变.)
答案:39cm
4.如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是
细管的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大
气压强为p0=75 cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞
封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,
求活塞下移的距离(假设环境温度不变).
答案:6.625 cm
5.如图所示,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为
5×10-3 m2,一定质量的气体被质量为2 kg的光滑活塞封闭在汽
缸内,其压强为 Pa(大气压强取1.01×105 Pa,g取
10 m/s2).若从初温27 ℃开始加热气体,使活塞离汽缸底部的高
度由0.50 m缓慢地变为0.51 m,则此时气体的温度为________ ℃.33
1.05×105
6.如图所示,一导热性良好的汽缸内用活塞封住一定
量的气体(不计活塞与缸壁摩擦),温度升高时,改变的量
有( )
A.活塞高度h
B.汽缸高度H
C.气体压强p
D.弹簧长度L
B
7.(关于液柱移动问题的判定)(多选)如图所示,四支两端封闭、粗
细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,
当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态.如果管内两端的空气
都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )CD
8.(多选)如图所示为一定质量的理想气体沿着如图所
示的方向发生状态变化的过程,则该气体压强的变化是
( )
A.从状态c到状态d,压强减小
B.从状态d到状态a,压强不变
C.从状态a到状态b,压强增大
D.从状态b到状态c,压强增大
AC
9.一定质量的理想气体,由初始状态A开始,按图中箭头
所示的方向进行了一系列状态变化,最后又回到初始状态
A,即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行,CA与横轴平行),
这一过程称为一个循环,则:
(1)由A→B,气体分子的平均动能
________.(填“增大”、“减小”
或“不变”)
( 2 ) 由 B → C , 气 体 的 内 能
________(填“增大”、“减小”
或“不变”) 答案:(1)增大 (2)减小