微专题空气能汽车—热学部分（解答题）习题选编
1．如图所示，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360 cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm．
（1）估算这个气温计的测量范围；
（2）证明吸管上标刻温度值时，刻度线一定均匀分布.
2．如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50，大气压强为，环境温度为39℃，活塞封闭的气柱长为8cm，现将气缸缓慢倒过来放置，使活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通，重力加速度，不计活塞与气缸之间的摩擦．
①求气缸倒置时活塞内封闭气柱的长度；
②气缸倒置时，若缓慢降低气体的温度，使活塞回到初始位置（气缸正放时活塞相对气缸的位置），求此时气体的温度。
3．某品牌汽车轮胎充气后，温度为时，胎内气体的压强为。已知该轮胎在胎压小于或大于时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为。（下列计算结果均保留一位小数）
（1）求汽车安全工作环境的温度范围。（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）
（2）若该汽车在的环境中工作，为了使其胎压达到，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为的理想气体的体积。
4．如图所示，有一竖直放置的绝热密闭气缸上端开口。气缸中有一绝热活塞，活塞质量为，面积为，厚度可以忽略。不计活塞与气缸之间的摩擦，开始时刻活塞处于静止状态并距离气缸底部高度为，距离上端口为。活塞下方有一定质量的理想气体，初始时刻温度为。已知大气压强为，重力加速度为。求：
（1）在活塞上放一重物时（图中未画出，重物与气缸壁不接触）活塞和重物下降至距离气缸底部处静止不动，此时气缸内气体温度为，则此重物的质量为多少？
（2）在(1)中状态后，用气缸内部的电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热直至活塞恰好与管口持平，则此时气缸内气体的温度是多少？
5．一定质量的理想气体在状态体积，压强，温度；在状态体积，压强。该气体的图象如图所示，让该气体沿图中线段缓慢地从状态变化到状态，求：
（1）气体处于状态时的温度；
（2）从状态到状态的过程中，气体的最高温度。
6．一粗细均匀的U形管，左侧封闭，右侧开口，同时左侧用水银柱封闭--定质量的气体，开始时左右两侧的水银柱等高，现将左管密闭气体的温度缓慢降低到280K，稳定时两管水银面有一定的高度差，如图所示，图中L1=19 cm，∆h=6 cm。已知大气压强为P0= 76 cmHg。
（1）求左管密闭的气体在原温度基础上降低了多少摄氏度？
（2）现要两管水银面恢复到等高，求需要向右管注入水银柱的长度。
7．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，在距汽缸底部l=36cm处有一与汽缸固定连接的卡环，活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体当气体的温度T0=300K、大气压强p0=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离l0=30cm，不计活塞的质量和厚度现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求：
（1）活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1；
（2）封闭气体温度升高到T2=540K时的压强p2．
8．如图所示，导热气缸上端开口，竖直固定在地面上，高度质量均为的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份，A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧，弹性系数，A、B与气缸间无摩擦大气压强，密封气体初始温度，重力加速度g取，活塞面积，其厚度忽略不计．
（1）给电阻丝通电加热密封气体，当活塞A缓慢上升到气缸顶端时，求密封气体的温度；
（2）保持密封气体的温度不变，当用的力竖直向下压活塞A，求再次稳定的过程中，A向下移动的距离.
9．如图所示，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P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．
（1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
（2）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．
10．如图，一端开口、另一端封闭的细长薄壁玻璃管水平放置，内有用水银柱封闭的体积为10mL的某种理想气体．外界大气压为1标准大气压，环境温度为27℃，阿伏伽德罗常数约为6×1023mol－1，标准状况下1mol该气体体积约为22.4L．求：
（1）当环境温度降为0℃时(设大气压强不变)气体的体积；
（2）估算管中气体分子数目．(结果保留两位有效数字)
11．空气压强为1个大气压，一热气球体积为V，内部充满温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb．已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，重力加速度大小为g．空气和热气球内的热空气可看做理想气体．求热气球所受空气的浮力大小和热气球内空气质量．
12．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2L，充气前气压为1atm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略轮胎体积变化及充气过程中气体温度变化，求：
（1）充气多少次可以让气体压强增大至3atm；
（2）室外温度达到了-13℃，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少。
13．如图，在水平固定放置的汽缸内，用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体，开有小孔的薄隔板将气体分为A、B两部分．活塞的横截面积为S，与汽缸壁之间无摩擦．初始时A、B两部分体积相同，温度为T，大气压强为p0．
（1）加热气体，使A、B两部分体积之比达到1:2，求此时的温度T′；
（2）将气体温度加热至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p0S，推动活塞，直至最终达到平衡，推动活塞过程中温度始终维持2T不变，求最终气体压强p′．
14．如图所示，一端封闭的细玻璃管总长度为L=75cm，竖直倒插在水银槽中，管内封闭有一定质量的理想气体，气体温度27℃时管内气柱的长度为48cm，此时管内外水银面相平。若将玻璃管沿竖直方向缓慢拉出水银槽，此过程中管内气体温度保持不变。取大气压强P0=75cmHg。求：