热学

鄞中物理奥赛单元测试——热学1．边长为m1立方体容器中含有mol103n的理想气体，设在任一时刻垂直于立方体六个面中每个面运动的分子数是相等的。若分子的质量kg103260m，分子热运动的平均速度m/s500v。分子和器壁的碰撞可认为是完全弹性的。求气体的压强？2．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23m100.1S，现在先打开阀门，使气缸内部与外界C27、Pa100.15的大气相通，此时活塞距气缸底部的距离为cm10，处于平衡。然后关闭阀门，在活塞上面放kg40的重物，活塞下降cm5而平衡，对气缸加热，使缸内气体温度上升达到C57，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C27。问活塞最终静止在什么地方？（取2m/s10g，活塞质量kg4，摩擦不计，并假设弹簧都处在其弹性限度内）3．如图所示，密闭容器原来是抽空的，轻弹簧悬挂一轻活塞，弹簧N/m100k，活塞面积2cm100S。开始时活塞在容器底且弹簧恰好等于原长。今在活塞下面引入某种气体，当其温度为K300时，活塞上升cm10；若保持气体质量不变，使其温度从K300缓慢上升到K1200，则需向气体提供多少热量？已知该气体定容摩尔热容RCV23。4．计算一颗太空中人造卫星的温度，卫星的主体假设是直径为m1的球，且卫星主体各处温度均匀一致。卫星处于地球附近的太空中，但不在地球的阴影中。已知太阳表面温度K6000ST，太阳半径m1096.68SR，太阳至地面距离m105.111d。假设太阳和卫星都近似为黑体，求出卫星的热平衡温度？5．mol1理想气体，其内能可表示为RTE23，R为气体常数，T为绝对温度，依照000pVVpp的规律，由体积01101VV开始膨胀。求：（1）在膨胀过程中，气体达到的最高温度；（2）气体开始由吸热转入放热时的体积和吸收热量的最大值？6．一球形热气球，其隔热很好的球皮连同吊篮等装载的总质量为kg300，经加热后，气球膨胀到最大体积，此时它的直径为m18，球内外气体成分相同，而球内气体压强则稍稍高过大气压。试求出刚好能使热气球上升时球内空气的温度？已知此时大气温度为C27，压强为atm1，在标准状态下空气的密度为3m/kg3.1。7．两根均匀的不同金属棒，密度分别为1和2，线膨胀系数分别为1和2，长度都为l，一端粘合在一起，温度为C0，悬挂棒于A点，棒恰成水平并静止，如图所示。若温度升高到Ct，要使棒保持水平并静止，需改变悬点，设位于B，求A，B间的距离？8．将一份潮湿空气的体积压缩为原来的41，它的压强增值原来的3倍。若再把体积压缩21，压强变为最初的5倍。以上一切过程中温度保持不变，空气和水蒸汽均视为理想气体。问在最初条件下相对湿度是多少？