2018-2019学年新设计物理选修3-3课改地区专用讲义:阶段总结二 Word版含答案
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[例1] 如图1所示,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔。管内下部被活塞封住一定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1。开始时,将活塞上方的气体缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻璃管的容积为2.6V1,活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封。整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变,然后将密封的气体缓慢加热。求:

图1

(1)活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;

(2)当气体温度达到1.8T1时气体的压强。

解析 (1)活塞上方的压强为p0时,活塞下方气体的体积为V1。抽气过程为等温过程,活塞上方抽成真空时,下方气体的压强为0.5p0。

依题意,由玻意耳定律得=①

式中V是抽成真空时活塞下方气体的体积。此后,气体等压膨胀,由盖-吕萨克定律得=②

式中T′是活塞碰到玻璃管顶部时气体的温度。

由①②式得T′=1.2T1③

(2)活塞碰到顶部后的过程是等容升温过程,由查理定律得=④

式中p2是气体温度达到1.8T1时气体的压强。

由③④式得p2=0.75p0