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物理竞赛辅导——热学练习题(一)(42K)


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物理竞赛辅导——热学练习题(一)
班别______ 姓名_________ 成绩___________

1、 已知油酸的密度为 6.37×102kg/m3,油酸的原子量为 282。试估算油酸分子 的直径有多大?(结果保留一位有效数字) 2、 一汽缸历的初始体积为 V0,其中盛有 2 摩尔的空气和少量

的水(水的体积 可忽略)。其平衡时气体的总压强是 3.0 大气压,经作等温膨胀使其体积加倍, 在膨胀过程结束时,其中的水刚好全部消失,此时的总压强为 2.0 大气压。若让 其继续作等温膨胀,使其体积再次加倍,试计算此时:(1)汽缸中气体的温度; (2)汽缸中水蒸汽的摩尔数;(3)汽缸中气体的总压强。(假定空气和水蒸气 均可当作理想气体处理)

3、 两端封闭地均匀玻璃管内,发现有一段水银柱将管内的气体分为两部分。玻 璃管与水平面成 a 角,如图所示,将玻璃管整体浸入较热的水中,重新达到 平衡,试论证水银柱的位置是否变化。如果变化,如何变化?

4、 如图所示,一根两端封闭、粗细均匀的石英管,竖直放置,内有一段水银 柱, 将管隔成上下两部分。 下方为空气, 上方为一种可分解的双原子分子气体 (每 个分子由两个原子组成)。此种双原子分子气体的性质为:当 T>T0 时,其分子 开始分解为单原子分子(仍为气体)。用 n0 表示 T0 时的双原子分子数, 表 示 系: 时分解了的双原子分子数,其分解规律为但 很小时,有如下的关

。已知初始温度为 T0,此时,下方气体柱长度为 2l0,上方 倍(0< <1),试讨论

气体柱长度为 l0,水银柱产生的压强为下方气体压强的

当温度由 T0 开始缓慢上升时,水银柱将上升还是下降。忽略石英管和水银柱的 体积随温度的变化。 提示:可用 x l0 表示水银柱因温度升高而移动的距离,x>0 表示升高,x<0 表示下降。

5、 如图所示,一薄壁钢筒竖直放置在水平桌面上,筒内有一与底面平行 并可上下移动的活塞 K, 它将筒壁隔成 A、 两部分, B 两部分的总容积为 0.0831 米 3。活塞导热性能良好,与筒壁无摩擦、不漏气。筒的顶部轻轻放上一质量 与活塞 K 相等的铅盖,盖与筒的上端接触良好(无漏气缝隙)。当筒内的温 度为 270C 时, 活塞上方 A 中盛有 3 摩尔的理想气体,下方 B 中盛有 0.4 摩尔 的理想气体,B 中气体的体积占总容积的 1/10。现对筒内气体缓慢加热,把 一定的热量传给气体,当达到平衡时,B 中的气体的体积变为占容积的 1/9。 问筒内的气体温度是多少?已知筒外大气压强为 1.04×105 帕,普适气体恒 量为 8.31 焦/摩尔 开。

6、 1964 年制成了世界第一盏用海浪发电地航标灯,它地气室示意图如图所示。 利用海浪上下起伏地力量,空气能被吸进来,压缩后再推入工作室,推动涡 轮机带动发电机发电。当海水下降时,阀门 K1 关闭,K2 打开,设每次吸入压 强为 1.0×106 帕、温度为 70C 地空气 0.233 米 3(空气可视为理想气体),当 海水上升时,K2 关闭,海水推动活塞绝热压缩空气,空气压强达到 帕时,阀门 K1 才打开。K1 达到后,活塞继续推动空气,直到气体全部推入工 作室为止,同时工作室地空气推动涡轮机工作。设打开 K1 后,活塞附近地压 强近似保持不变,活塞地质量及活塞与筒壁间地摩擦忽略不计。问海水每次 上升时所作功是多少?已知空气从压强为 P1、体积为 V1 地状态绝热地改变到 压强为 P2、体积为 V2 的状态过程中,近似遵循关系式 P1/P2=(V2/V1)5/3,1 摩 尔理想气体温度升高 1K 时,内能改变为 3R/2 。[R=8.31 焦耳/(摩尔 开)]

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