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【物理-选修3-3】(15分)(1)对于一定质量的理想气体,若设法使其温度升高而压强减小,则在这一过程中,下列说法正确的是:A.气体的体积可能不变B.气体必定从外界吸收热
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问题描述:

【物理-选修3-3】(15分)
(1)对于一定质量的理想气体,若设法使其温度升高而压强减小,则在这一过程中,下列说法正确的是:

A.气体的体积可能不变
B.气体必定从外界吸收热量
C.气体分子的平均动能必定增大
D.单位时间内,气体分子撞击器壁单位面积的次数一定减少
(2)如图所示,放置在水平地面上一个高为h=40cm的金属容器内有温度为t1=27℃空气,容器侧壁正中央有一阀门,阀门细管直径不计。活塞质量为m=5.0kg,横截面积为s=20cm2。现打开阀门,让活塞下降直至静止。不计摩擦,外界大气压强为p0=1.0×105Pa。阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10m/s2。求:

①若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h2;

②活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327℃,求此时活塞距容器底部的高度h3。

胡健生回答:
  (1)BCD(2)①0.16m②0.32m   (1)BCD(5分)(2)①活塞经阀门细管时,容器内气体的压强为:P1=1.0×105Pa。容器内气体的体积为:V1=20×10-4×0.2m3=4.0×10-4m3活塞静止时,气体的压强为:P2=P0+mg/S=1.0×105+5.0×10/20×10-4=1.25×105Pa活塞静止时,气体的体积为:V2=h2×20×10-4m3根据玻意耳定律:P1V1=P2V2 (3分)代入数据得: (2分)②活塞静止后关闭阀门,此时气体的压强为:P3=P2=1.25×105Pa等压变化:T2="273+27=300K "T3="273+327=600K "V2=3.2×10-6m3 V2=h3×20×10-4m2根据玻盖-吕萨克定律:  (3分)代入数据得:  (2分)h3="0.32"m小于容器高度
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