如圖預(yù)16-3所示，兩個(gè)截面相同的圓柱形容器，右邊容器高為，上端封閉，左邊容器上端是一個(gè)可以在容器內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞。兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連通，容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的。開始時(shí)，閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有熱力學(xué)溫度為的單原子理想氣體，平衡時(shí)活塞到容器底的距離為，右邊容器內(nèi)為真空�，F(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到平衡。求此時(shí)左邊容器中活塞的高度和缸內(nèi)氣體的溫度。

提示：一摩爾單原子理想氣體的內(nèi)能為，其中為摩爾氣體常量，為氣體的熱力學(xué)溫度。


設(shè)容器的截面積為，封閉在容器中的氣體為摩爾，閥門打開前，氣體的壓強(qiáng)為。由理想氣體狀態(tài)方程有

                                                   （1）

打開閥門后，氣體通過(guò)細(xì)管進(jìn)入右邊容器，活塞緩慢向下移動(dòng)，氣體作用于活塞的壓強(qiáng)仍為。活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)也是。設(shè)達(dá)到平衡時(shí)活塞的高度為，氣體的溫度為，則有

                                               （2）

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，活塞對(duì)氣體所做的功等于氣體內(nèi)能的增量，即

                                        （3）

由（1）、（2）、（3）式解得

                                                            （4）

                                                            （5）


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列各種說(shuō)法中正確的是(　　)

A．溫度低的物體內(nèi)能小

B．分子運(yùn)動(dòng)的平均速度可能為零，瞬時(shí)速度不可能為零

C．液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引

D．0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同

E．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為2.0J，電場(chǎng)力做的功為1.5J，則下列說(shuō)法正確的是：(     )

A．粒子帶負(fù)電        

B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)少1.5J

C．粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)少0.5J  

D．粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)少1.5J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示電路中，三只燈泡原都正常發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，下面判斷錯(cuò)誤的是    (     )

A．L1和L3變亮，L2變暗

B．LI變暗，L2變亮，L3亮度不變                            

C．L1中電流變化值小于L3中電流變化值

D．Ll上電壓變化值小于L2上的電壓變化值

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某同學(xué)將一個(gè)帶電量為0.1 C的正點(diǎn)電荷放人勻強(qiáng)電場(chǎng)中，測(cè)得其受到的電場(chǎng)力大小為l N，方向水平向左，則此電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為      N／C。若將另一點(diǎn)電荷放人該電場(chǎng)中，測(cè)得其受到的電場(chǎng)力大小為0.5 N，則此點(diǎn)電荷的電量大小為       C。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


1997年8月26日在日本舉行的國(guó)際天文學(xué)會(huì)上，德國(guó)Max Planck學(xué)會(huì)的一個(gè)研究組宣了他們的研究成果：銀河系的中心可能存在一個(gè)在黑洞。他們的根據(jù)是用口徑為3.5m的天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)獵戶座中位于銀河系中心附近的星體進(jìn)行近六年的觀測(cè)所得到的數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)，距離銀河系中心約60億公里的星體正以的速度圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，試在經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)（見提示2），通過(guò)計(jì)算確認(rèn)，如果銀河系中心確實(shí)存在黑洞的話，其最大半徑是多少。（引力常數(shù)）

提示：1. 黑洞是一種密度極大的天體，其表面的引力是如此之強(qiáng)，以至于包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都不了其引力作用。

2．計(jì)算中可以采用拉普拉斯經(jīng)典黑洞模型，在這種模型中，在黑洞表面上的所有物質(zhì)，即使初速度等于光速也逃脫不了其引力的作用。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖復(fù)16-6所示，軸豎直向上，平面是一絕緣的、固定的、剛性平面。在處放一帶電量為的小物塊，該物塊與一細(xì)線相連，細(xì)線的另一端穿過(guò)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的光滑小孔，可通過(guò)它牽引小物塊�，F(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向垂直與軸，與軸夾角為（如圖復(fù)16-6所示）。設(shè)小物塊和絕緣平面間的摩擦系數(shù)為,且靜摩擦系數(shù)和滑動(dòng)摩擦系數(shù)相同。不計(jì)重力作用�，F(xiàn)通過(guò)細(xì)線來(lái)牽引小物塊，使之移動(dòng)。在牽引過(guò)程中，我們約定：細(xì)線的端只準(zhǔn)沿軸向下緩慢移動(dòng)，不得沿軸向上移動(dòng)；小物塊的移動(dòng)非常緩慢，在任何時(shí)刻，都可近似認(rèn)為小物塊處在力平衡狀態(tài)。若已知小物塊的移動(dòng)軌跡是一條二次曲線，試求出此軌跡方程。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖復(fù)19-3所示，在水平光滑絕緣的桌面上，有三個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)1、2、3，位于邊長(zhǎng)為的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)處。為三角形的中心，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量皆為，帶電量皆為。質(zhì)點(diǎn) 1、3之間和2、3之間用絕緣的輕而細(xì)的剛性桿相連，在3的連接處為無(wú)摩擦的鉸鏈。已知開始時(shí)三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的速度為零，在此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)3運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)，其速度大小為多少？

   

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示,木塊B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩固定在豎直墻上,用水平恒力F向左拉動(dòng)B,使其以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩水平且拉力大小為T,下面說(shuō)法正確的是

A．繩子拉力T與水平恒力F大小相等

B．木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于T

C．木板B受到一個(gè)靜摩擦力,一個(gè)滑動(dòng)摩擦力,合力大小等于F

D．若木板B以2v勻速運(yùn)動(dòng),則拉力仍為F

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