3-3热学计算题

热学（3-3）

、液柱移动

1.如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置. 玻璃管的下部封有长l i=25.0cm 的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度b=40.0cm .已知大气

压强为P o=75.OcmHg .现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l i' =20.0cm .假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离

2.如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的

U型管竖直放置，右端与大气相通,

左端封闭气柱长/ = 20^ （可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱

（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面矗加（环境温度不变，大气压强务二rFnHg）

①求稳定后低压舱内的压强（用“ cmH©做单位）

②此过程中左管内的气体对外界_ （填做正功”做负功” “做功”），气体将（填吸热”或放

3.如图所示，U形管右管横截面积为左管2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K的空气柱，左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cm Hg .现向右管缓慢补充水银.

①若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多

大？

②在①条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，使管内气柱长度恢复到26cm，则左

管内气体的温度为多少？

4•如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖

[T

直部分与水平部分的长度均为I,管内装有水银，两管内水银面距管口均为上。现将U形管

的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高

厂B

度差恰好为一。已知重力加速度为g，水银的密度为p,大气压强为p o= pgl，环境温度保持不变，求

(i)左管中封闭气体的压强

(ii)小车的加速度a。

5.如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V°= 90 cm3的金属球

形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 C时,

U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h i= 16cm,水银柱上方空气柱长h o= 20 cm。现在

对金属球形容器缓慢加热。（已知大气压p o= 76 cmHg, U形玻璃管的横截面积为S= 0.5

cm2）.求：

当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上？

（i）

⑵当加热到277C时停止加热（此时右管中还有水银），求此时金属球形容器内U形玻璃管

左侧、右两侧水银面的高度差。

6.某同学用一端封闭的U形管，研究一定质量封闭气体的压强，如图乙所示，U形管竖直放

置，当封闭气柱长为L o时，两侧水银面的高度差为h，大气压强为P o。求

①封闭气体的压强（用cmHg作单位）；

②若L o=2Ocm , h=8.7cm，该同学用与U形管口径相同的量筒往U形管内继续缓慢注入水银，当再注入13.3cm长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐。设环境温度不变，求

大气压强是多少cmHg?

7•—端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱，大气压强为76cmHg，当气体温度为27

C时空气柱长为8cm，开口端水银面比封闭端水银面低2cm，如图所示，求：

（1 ）当气体温度上升到多少° C时，空气柱长为10cm ？

（2 ）若保持温度为27 °C不变，在开口端加入多少长的水银柱能使空气柱长为6cm ?

!

:i£

社

:

8.如图为均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S,内装有密度为p的液体, 右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气，温度

为T o时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L,压强均等于外界大气压P o,重力加速度为g ,

现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左、右两管液面保持不动，试求：

(1)温度升高到多少时，右管活塞开始离开卡口上升;

(2)温度升高到多少时，两管液面高度差为

9.如图所示为一简易火灾报警装置•其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，

使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声. 27 C时，空气柱长度L i为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cm水银柱高.

(1 )当温度达到多少C时，报警器会报警？

(2)如果要使该装置在87 C时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？

(3 )如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？

,- Q

10.如图所示，竖直放置的均匀细 U 型试管，左侧管长L oA =30cm ，右管足够长且管口开口,

银面等高.已 (2)保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使

、活塞移动问题

11. 如图，绝热气缸 A 与导热气缸B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸 内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为

V o 、温度均为T o 。缓慢加热A 中气体，停止加热达到稳

定后，A 中气体压强为原来的 1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸

A 中气体的体积 V A 和温度T A 。

12.

如图，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑， 其下部由体积可忽略的细管连通； A 的直

径为B 的2倍，A

上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除 A 顶部导热外，其余部分均绝

热.两气缸中各有一厚度可忽略

的绝热轻活塞

a 、

b ，活塞下方充有氮气，活塞 a 上方充有

氧气；当大气压为 P o ,外界和气缸内气体温度均为 7 C 且平衡时，活塞 a 离气缸顶的距离

是气缸高度的

时，求氧气的压强.

A 3

O

B-