17.如圖所示,容器A的體積是B的體積的2倍,用帶閥門K的細管相連通,R關(guān)閉時,A貯存100atm27℃理想氣體,B中貯存有3℃的同種氣體,打開K.A中有$\frac{1}{4}$的氣體進入B中,平衡后的溫度為15℃,試求容器B中原氣體的壓強.

分析 以A內(nèi)剩余氣體為研究對象,應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出末狀態(tài)的壓強;
以進入B中的氣體為研究對象,由理想氣體狀態(tài)方程求出末狀態(tài)的體積;
以B中原有氣體為研究對象,應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求出初狀態(tài)的壓強.

解答 解:設(shè)A的容積為2V,則B的容積為V;
以打開K后A中剩余氣體為研究對象,氣體的狀態(tài)參量為:
pA1=100atm,VA1=(1-$\frac{1}{4}$)×2V=$\frac{3}{2}$V,TA1=273+27=300K,
VA2=2V,TA1=273+15=288K,由理想氣體狀態(tài)方程得:
$\frac{{p}_{A1}{V}_{A1}}{{T}_{A1}}$=$\frac{{p}_{A2}{V}_{A2}}{{T}_{A2}}$,即:$\frac{100×\frac{3}{2}V}{300}$=$\frac{{p}_{A2}×2V}{288}$,解得:pA2=72atm,
以A中進入B的氣體為研究對象,氣體狀態(tài)參量:
pA1′=100atm,VA1′=$\frac{1}{4}$×2V=0.5V,TA1′=273+27=300K,
pA2′=pA2=72atm,TA2=273+15=288K,
由理想氣體狀態(tài)方程得:$\frac{{p}_{A1}′{V}_{A1}′}{{T}_{A1}′}$=$\frac{{p}_{A2}′{V}_{A2}′}{{T}_{A2}′}$,
即:$\frac{100×0.5V}{300}$=$\frac{72×{V}_{A2}′}{288}$,解得:VA2′=$\frac{2}{3}$V,
以B中原有氣體為研究對象,氣體的狀態(tài)參量:
VB1=V,TB1=273+3=276K,pB2=pA2=72atm,VB2=V-VA2′=$\frac{1}{3}$V,TB2=273+15=288K,
由理想氣體狀態(tài)方程得:$\frac{{p}_{B1}{V}_{B1}}{{T}_{B1}}$=$\frac{{p}_{B2}{V}_{B2}}{{T}_{B2}}$,即:$\frac{{p}_{B1}×V}{276}$=$\frac{72×\frac{1}{3}V}{288}$,解得:pB1=23atm;
答:容器B中原氣體的壓強為23atm.

點評 本題考查了求氣體的壓強,考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,本題是一道連接體問題,本題難度較大,巧妙選擇研究對象是解題的關(guān)鍵,求出氣體的狀態(tài)參量、應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程可以解題;解題時要注意各研究對象狀態(tài)參量間的關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面,其截面如圖所示,發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出,則玻璃球?qū)光的折射率為2,若僅將a平行光換成b平行光,測得有光射出的范圍變小,設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb,則va>vb(選填“>”、“<”或“=”).

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.將一質(zhì)量m=0.1kg的石塊從地面以v0=20m/s的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,取g=10m/s2,求;
(])石塊能夠上升的最大高度H;
(2)石塊距離地面h=15m時的速度大小v.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.某同學(xué)欲測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭,準(zhǔn)備靜止釋放物體前,裝置如圖1.
(1)請指出該同學(xué)在實驗操作中存在的兩處明顯錯誤或不當(dāng):
①打點計時器應(yīng)接交流電源;②重物釋放時應(yīng)緊靠打點計時器.
(2)該同學(xué)經(jīng)正確操作后得到如圖2所示的紙帶,取連續(xù)的五個打點A、B、C、D、E為計數(shù)點,測得各點間距如圖2.若打點的頻率為f=50Hz,則打點的時間間隔為0.02s;打D點時重物速度的為v0=0.77m/s;測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸=9.6m/s2(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(3)測量得到的重力加速度值比實際值要小的原因是:紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,一衛(wèi)星經(jīng)過赤道上空時速度方向與赤道平面夾角為60°,速度大小為v=1.55×103 m/s.此時發(fā)動機點火,給衛(wèi)星一附加速度△v,使該衛(wèi)星變軌進入赤道平面內(nèi).發(fā)動機給衛(wèi)星的附加速度△v的最小值和方向為( 。
A.△v約為1.3×103m/s,方向東偏南30°
B.△v約為1.3×103 m/s,方向正南方向
C.△v約為2.7×103 m/s,方向東偏南30°
D.△v約為0.8×103 m/s,方向正南方向

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖,一根截面均勻、不變形的U形細管,兩臂長分別為:L0=20.0cm,h0=180cm,豎直放置,長臂上端開口,短臂上端封閉,管內(nèi)盛有水銀,使短臂內(nèi)封有長度為L=10.0cm的空氣柱.已知長臂內(nèi)水銀柱長度為h=60.0cm,橫管內(nèi)水銀柱長度為x=10.0cm.外界大氣壓強p0=76cmHg.現(xiàn)將此管繞通過長臂拐角點且與該管所在平面相垂直的軸線沿逆時針方向緩慢倒轉(zhuǎn)至180°使管口向下,并迅速截去管口處的50cm長的一段管.求與管內(nèi)封閉的空氣柱相接觸的水銀面的最后位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.如圖所示,在同一水平面上有質(zhì)量都是m=1kg的滑塊A、B、C,已知靜止的滑塊B處在水平面光滑和粗糙部分的分界線處,右側(cè)粗糙部分的動摩擦因數(shù)為0.1,已知AB間距L=6m,現(xiàn)讓A以速度v1=6m/s向右運動的同時C以v2=4m/s從適當(dāng)位置處向左運動,結(jié)果A與B碰撞粘合后又向右運動1s恰與C碰撞粘合在一起,已知重力加速度g=10m/s2,求:

(1)BC間距s的大。
(2)三者粘合后的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段.它主要是由電子和${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{2}^{4}$He等原子核組成.維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),核反應(yīng)方程是2e+4${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{2}^{4}$He+釋放的核能,這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論,若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的${\;}_{1}^{1}$H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%,太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡化,假定目前太陽全部由電子和${\;}_{1}^{1}$H核組成.
(1)為了研究太陽演化進程,需知道目前太陽的質(zhì)量M.已知地球半徑R=6.4×106m,地球質(zhì)量m=6.0×1024kg,日地中心的距離r=1.5×1011m,地球表面處的重力加速度 g=10m/s2,1年約為3.2×107 秒,利用所給的數(shù)據(jù)試估算目前太陽的質(zhì)量M.
(2)已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.6726×10-27kg,${\;}_{2}^{4}$He質(zhì)量mα=6.6458×10-27kg,電子質(zhì)量me=0.9×10-30kg,光速c=3×108 m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.
(3)又知地球上與太陽垂直的每平方米截面上,每秒通過的太陽輻射能E0=1.35×103W/m2.試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.(估算結(jié)果只要求一位有效數(shù).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.一只規(guī)格“220V 1000W”的電爐,求:
①它在正常工作時的電阻;
②如果電網(wǎng)電壓為200V,中 電爐工作時的實際功率為多少?(假設(shè)電爐電阻保持不變)
③在220V電壓下,電爐使用2h產(chǎn)生多少焦耳的熱量.

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同步練習(xí)冊答案