【全国百强校】江苏省南京师范大学附属中学物理竞赛讲义-8.4气体例题(无答案)

8.4气体例题

例1、薄的长方形平玻璃板，质量为m ，竖直对称地挂在两个很轻的无

伸缩性的绳子上。每一面的左半个表面都涂上一层化学性质活泼的金

属。整体放在玻璃盒中，先抽成真空，然后在某瞬间向内放气态氯至

压强p 。假设在氯分子和金属碰撞时，发生化学反应的几率为q<1，试

计算在平衡态时，玻璃板围绕着竖直轴旋转的角度。（图中a 、b 、c 尺

寸已知）（假设氯的浓度在玻璃板两面是一样的，随着化学反应，氯气

压力的变化可以忽略，所生成的金属氯化物都留在玻璃板上，且在观

察过程中，反应几率和玻璃板质量可以看做定值）

例2、A 、B 两容器的体积之比V A /V B = 3/2 ，它们分别置于温度为300K 和400K 两恒温槽中，A 中装有10atm 的氢气，B 中装有16atm 的氦气。现用细管将它们连通（细管的容积不计），两种气体不发生化学反应，试求混合后气体的压强。

例3、热机工作物质是vmol 理想单原子气体．该气体进行闭合循环．该

循环中1-2段表示压强p 与体积V 的线性关系，2-3段表示等压过程，3-1段

表示压强与体积的线性关系．0p 和0V 为已知量．求：

(1)点3所在状态的体积3V 和温度3T ；

(2)气体一次循环做的功；

(3)热机的效率．

例4、用贮气罐通过阀门向一体积为V0的真空室充气，贮气罐的体积为V，罐内气体的压强为p．当气罐与真空室相连后，便打开阀门，使之与真空室连通．达到平衡后，关闭阀门，并换一个新的气罐与真空室相连．打开阀门让气体进入真空室后再关闭阀门，以后再换一个

气罐．如此持续向真空室充气，直到真空室中气体的压强为

p．求共需多少个气罐?(假定

充气过程中温度保持恒定)

例5、一根一端封闭的玻璃管长96cm，内有一段20cm的水银柱。当温度为27°C且开口端向上时，被封闭的气柱长60cm。试问温度至少为多少度，水银柱才可从管中全部溢出。

例6、如图所示，一个带阀门的气缸，缸内有一个弹簧，其两端

分别与缸底、活塞相连，活塞横截面积23m 10

0.1-?=S ，现在先打开阀门，使气缸内部与外界C 27?、Pa 100.15?的大气相通，

此时活塞距气缸底部的距离为cm 10，处于平衡。然后关闭阀门，

在活塞上面放kg 40的重物，活塞下降cm 5而平衡，对气缸加热，

使缸内气体温度上升达到C 57?，同时在活塞上面增加重物，使

活塞保持不动，最后打开阀门，并使缸温度降至C 27?。问活塞

最终静止在什么地方？（取2m/s 10=g ，活塞质量kg 4，摩擦不

计，并假设弹簧都处在其弹性限度内）

例7、在一个横截面积为S 的密闭容器中，有一个质量为m 的活塞把容器中的气体分成两部分，活塞可在容器中无摩擦地滑动，当活塞处于平衡时，活塞两边气体的温度相同，压强都是p ，体积分别为V 1和V 2，如图．现在用某种方法使活塞稍微偏离平衡位置，然后放开，活塞将在两边气体压力的作用下来回运动，整个系统可看作是恒温的．

(1)求活塞运动的周期，将结果用p 、V 1、V 2、m 和S 表示．

(2)求气体温度t=0℃时的周期T 与气体温度t’＝30℃时的同期T ’之比值