封閉氣體壓強專題

1、類型1.平衡態(tài)下液體密封氣體的壓強:連通器原理2.平衡態(tài)下氣缸活塞密封氣體的壓強：受力分析3.非平衡態(tài)下密閉氣體的壓強：牛頓第二定律(3)練習(xí)1：計算圖中各種情況下，被封閉氣體的壓強。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強p0=76cmHg，圖中液體為水銀）76cmHg51cmHg63.6cmHg51cmHg101cmHg h1 h h2 B A 練習(xí)2：計算圖中各種情況下，被水銀封閉氣體的壓強。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強p0=76cmHg）15cm9cm11cm12cm15cm15cm18cm61cmHg84cmHg70cmHg87cmHg 99cmHg91cmHg 73cmHgP=86cmHg _P=66cmHg _ (P2

2、42)例1(2017年臨沂質(zhì)檢)汽缸截面積為S，質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為，如圖所示，當(dāng)活塞上放質(zhì)量為M的重物時處于靜止設(shè)外部大氣壓為p0，若活塞與缸壁之間無摩擦求汽缸中氣體的壓強 (P243)例3(2016年新課標(biāo)卷)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p075.0 cmHg.環(huán)境溫度不變 （P242）練1如圖所示，光滑水平

3、面上放有一質(zhì)量為M的汽缸，汽缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞面積為S.現(xiàn)用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞達到相對靜止?fàn)顟B(tài)，求此時缸內(nèi)封閉氣體的壓強p.(已知外界大氣壓為p0)(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱，當(dāng)溫度升到T2400 K其壓強p2多大？(2)若在此時拔去銷子K，活塞開始向上運動，當(dāng)它最后靜止在某一位置時，汽缸內(nèi)氣體的溫度降為T3360 K，則這時活塞離缸底的距離L3為多少？(3)保持氣體溫度為360 K不變，讓汽缸和活塞一起在豎直方向做勻變速直線運動，為使活塞能停留在離缸底L416 cm處，則求汽缸和活塞應(yīng)做勻加速直線運動的加速度a的大小及方向(P244)2(201

4、7年安陽模擬)如圖所示，足夠長的圓柱形汽缸豎直放置，其橫截面積為S1103 m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m2 kg的活塞，活塞與汽缸壁封閉良好，不計摩擦開始時活塞被銷子K銷于如圖位置，離缸底高度L112 cm，此時汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強p11.5105 Pa，溫度T1300 K，外界大氣壓p01.0105 Pa，g10 m/s2.【解析】(1)等容變化T1(p1)T2(p2)，解得p22.0105 Pa(2)活塞受力平衡，故封閉氣體壓強p3p0S(mg)1.2105 Pa根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有T2(p2V2)T3(p3V3)又V2L1S，V3L3S解得L318 cm(3)等溫變化p3V3p4V4，解得

5、p41.35105 Pa應(yīng)向上做勻加速直線運動對活塞，由牛頓第二定律p4Sp0Smgma解得a7.5 m/s2.2 2在兩端封閉、粗細(xì)均勻的在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U U形管形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l l1 1=18.0 cm=18.0 cm和和l l2 2=12.0 cm=12.0 cm，左邊氣體的壓強為，左邊氣體的壓強為12.0 12.0 cmHgcmHg?，F(xiàn)將。現(xiàn)將U U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣

6、體形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U U形管平放時兩形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。邊空氣柱的長度。在整個過程中，氣體溫度不變。1如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(nèi)有卡口口a和和b，a、b間距為間距為h，a距缸底的高度為距缸底的高度為H；活塞只能；活塞只能在在a、b間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已間移動，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為知活塞質(zhì)量為m，面積為，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們

7、之間的摩擦。開始時活塞處于靜止壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強均為狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為，溫度均為T0?，F(xiàn)用電?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。處。求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為的功。重力加速度大小為g。3如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成，面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分，汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K。開始時，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0， 現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為時，將K關(guān)閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了，不計活塞的質(zhì)量和體積，外界溫度保持不變，重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。4如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管容積可忽略連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1 K3,B中有一可自由滑動的活塞質(zhì)量、體積均可忽略初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2 K3，通過