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【题目】在如图所示的装置中,上、下两个容器和连接它们的细长管都是用热容量很小的良导热体做成的,管长为l,Κ为阀门,整个装置与外界绝热。开始时,阀门关闭,两容器中都盛有质量为m,单位质量的热容量为c的某种液体。平衡时,温度都是。由于该液体的蒸汽分子受到重力的作用,所以平衡时,在管内的气体分子并非均匀分布,而是上疏下密,已知其蒸汽压强是按指数规律分布的,,式中h是管内某点距下面容器中液面的高度,是该点的蒸汽的压强,是下面容器中液面处(即处)蒸汽的压强,m是一个蒸汽分子的质量,Τ是热力学温度,k是一个常数。现在打开阀门,试论述该系统的状态将发生怎样的变化,并估算出变化最后的结果。

【答案】论述见解析

【解析】

(1)在打开阀门前,平衡时,上、下容器中液体表面处的蒸汽皆为饱和蒸汽。因为温度相同,所以其饱和蒸汽压相同。但在阀门两旁,由指数分布规律可知,蒸汽的蒸汽压不同。在阀门左边,因为容器内液面上方空间的高度差很小,所以蒸汽压几乎等于液面处的饱和蒸汽压;而在右边,由于管较长,因此蒸汽压明显小于下面容器内液面处的饱和蒸汽压,因而也小于阀门左边的蒸汽压。这样,打开阀门后,左边蒸汽将向右边迁移。按照指数分布规律,将使下面容器中表面处的蒸汽压大于饱和蒸汽压,从而有一部分蒸汽液化(凝结),使下方容器中的液量增加,另一方面,上面容器中液面上方的蒸汽由于向阀门右边迁移,从而使蒸汽压降低,造成液面处的蒸汽压小于饱和蒸汽压。这样,上面容器中液体将汽化(蒸发),使液体量减小。以上所述的过程将持续不断地进行,直到上面容器中的液体全部汽化而凝结在下面容器中为止,此后状态将不再变化。

(2)由于最后结果是上面容器中的液体全部转移到下面容器中,所以从能量来看,上面质量为m的液体的重力势能mgl转化为总质量为2m的液体的内能,从而使系统温度上升。若忽略容器、长管以及蒸汽等的热容量的影响,用Τ表示最后的温度,则由能量守恒定律可知

练习册系列答案
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【题目】阅读图文材料,完成下列要求。

垃圾渗滤液是垃圾填埋场中垃圾本身合有的水分和进入填埋场的雨雪水等水分经历垃圾层而形成的一种高浓度废水。未经处理的渗滤液可污染河流、湖泊、地下水和土壤,并可通过食物链危害人类的健康。下图示意我国南方某垃圾填埋场剖面。

分析该垃圾填埋场采取的工程措施在渗滤液控制方面所起的作用。

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【题目】读某季节澳大利亚北部盛行风向和气压分布图,完成下面小题。

1图中甲地盛行风的主要成因是( )

A.海陆轮廓及其洋流性质

B.海陆热力性质差异

C.气压带、风带季节移动

D.地势高低起伏状况

2该季节( )

A.甲地盛行西北季风,寒冷干燥B.乙地盛行东北信风,炎热干燥

C.丙地盛行偏西风,温暖多雨D.丁地盛行偏东风,温暖多雨

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【题目】 榆中县是全国无公害蔬菜生产示范基地,也是兰州高原夏菜主产区和甘肃省“北莱南运西幕东调”最大的蔬菜集散中心。全县大力推广绿色蔬菜标准化生产技术,注册了“兰州高原夏菜”商标,并将其打造成兰州乃至甘肃省的重要农产品品牌。读2009年到2013年榆中县高原夏莱种植面积、产量及人均收入变化表.

据此完成下列小题。

表12009 - 2013榆中县高原夏菜种植面积、产量及人均收入

12009 - 2013年榆中县发展高原夏菜产业

A. 使第一产业迅速发展,其他产业退步

B. 缓解了农村剩余劳动力的压力

C. 种植面积增长迅速,单产下降

D. 促进了城市化的快速发展

2阻碍榆中县“兰州高原夏菜”市场进一步扩大的是

A. 运输成本B. 气候条件C. 蔬菜品质D. 品牌效应

3提高“兰州高原夏菜”的品牌竞争力,可采取的措施有

①标准化生产高原夏菜,提高生产效率 ②选择利润较高的高原夏菜,大批量种植

③发展精加工深加工,提高产品附加值 ④提高合作门槛,减少产量保持价格优势

A. ①③B. ②④

C. ①④D. ②③

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【题目】阅读图文资料,完成下列要求。

利马是世界上闻名的无雨城市,四季如春。它不像基多那样拥有2000米以上的海拔高度,而是位于沿海地区,海拔很低。房子大都建的很接、密。城里的大量居民住宅都是土坯厉有的住房干脆就是用纸板拼成的。利马市植物茂盛,条条街道绿树成荫,街心公园遍布全市。尽管利马市区与西部沿海茫茫的沙漠地带近在咫尺,却见不到黄沙弥漫或飞沙走石的景象,城市空气十分清新,室内家具多日不擦依旧一尘不染。下面两幅图中左图为秘鲁简图,右图是利马气候资料统计图。

(1)解释利马气温年较差小的原因。

(2)市区与西部沿海沙漠近在咫尺,却见不到黄沙弥漫,分析城市空气清新的原因。

(3)简析利马房子大都建的较矮、密的原因。

(4)说明利马用纸板盖房子的可行性。

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【题目】质量为2.Okg、温度为-13℃、体积为的氟利昂(相对分子质量为121),在保持温度不变的条件下被压缩,其体积变为。试问:在此过程中有多少千克的氟利昂被液化?已知在-13℃时,液态氟利昂的密度,饱和蒸汽压。氟利昂的饱和蒸汽可近似看做理想气体。

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【题目】下左图为“甲、乙、丙、丁四国人口增长状况图”,右图为“不同阶段人口发展模式图”。读下图完成下列各题。

1左图中表示传统型型人口增长模式的是()

A.B.C.D.

2左图中四个国家人口增长特点与右图人口增长阶段对应正确的是( )

A.甲— ④B.乙— ②C.丁—③D.丙—①

3甲代表的国家面临的主要人口问题是( )

A.资源环境压力加大B.人口老龄化严重

C.就业压力大D.青少年人口比重大

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【题目】某地政府拟开办一家工厂,在选定的甲、乙、丙、丁四地的成本比较如下图。据图完成下列各题。

1按主导因素划分,该类工厂代表的工业类型是( )

A.市场导向型B.劳动力导向型

C.动力导向型D.原料导向型

2假如产品销售价格相同,那么从成本构成看,该工厂应选址( )

A.甲地B.乙地C.丙地D.丁地

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【题目】下图中M、N两地位于同一经线上,相距600千米,N地年太阳辐射总量少于M地。读图完成下面小题。

1一年当中,当N地降水明显多于M地时( )

A. M 地温和多雨 B. M 地白昼比N 地长

C. N 地受副高控制 D. N 地受西北风影响

2关于图示区域的说法,正确的是( )

A. 图中山脉的形成与太平洋板块有关 B. 图中河流径流季节变化大

C. 图中M、N 附近自然带相同 D. 图中陆地上等温线发生弯曲,主要是受洋流影响

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