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如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为L0,温度为 T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为 S,且mg=p0s,环境温度保持不变.求:在活塞 A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞A下降的高度.
分析:确定各变化过程初末状态时的状态参量,然后根据理想气体状态方程列方程即可.
解答:解:对Ⅰ气体,初状态    p1=p0+
mg
s
=2p0

末状态   p1=p0+
3mg
s
=4p0

由玻意耳定律得:p1l0s=
p
1
l1s
l1=
1
2
l 0

对Ⅱ气体,初状态    p2=p1+
mg
s
=3p0

末状态    p2=p1+
mg
s
=5p0

由玻意耳定律得:p2l0s=
p
2
l2s
l 2=
3
5
l 0

A活塞下降的高度为:△l=(l0-l1)+(l0-l2)=
9
10
l0

答:活塞A下降的高度为
9
10
l0
点评:考察理想气体状态变化方程,找出初末状态的状态参量,列理想气体状态变化方程即可,注意弄清“隔热”“绝热”“导热”等的含义.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,开口向上竖直放置的玻璃管中,两段水银柱封闭着两段气体,它们的体积分别为V1、V2,两段水银柱的高度分别为h1、h2,且V1>V2,h1<h2.如果此管保持竖直状态自由下落,两空气柱体积分别变为V1'、V2',则下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)下列说法中正确的是
BC
BC

A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
D.当两分子间距离大于平衡位置的间距ro时,分子间的距离越大,分子势能越小
(2)如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动处于平衡,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为Po保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.求:
①在活塞A 上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度.
②现只对Ⅱ气体缓慢加热,使活塞A回到初始位置.此时Ⅱ气体的温度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均 为 m 的密闭活塞,活塞  A 导热,活塞 B 绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为 l0,温度为 T0.设外界大气压强为 P0 保持不变,活塞横截面积为 S,且 mg=P0S,环境温度保持不变.求:在活塞  A 上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于 2m 时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞 B 下降的高度.

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精英家教网如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑气缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.初状态整个装置静止不动处于平衡,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0,温度为T0.设外界大气压强为P0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=P0S,环境温度保持不变.求:
①在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度.
②现只对Ⅱ气体缓慢加热,使活塞A回到初始位置,此时Ⅱ气体的温度.

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