全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽集錦(熱學(xué))答案

1、全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽集錦（熱學(xué)）答案全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽集錦（熱學(xué)）答案第21屆預(yù)賽2004.一、1.e.2.71019第21屆復(fù)賽一、開(kāi)始時(shí)U形管右管中空氣的體積和壓強(qiáng)分別為V2=HA（1）p2=p1經(jīng)過(guò)2小時(shí)，U形管右管中空氣的體積和壓強(qiáng)分別為AHHV)(2????（2）2222VVpp???（3）滲透室下部連同U形管左管水面以上部分氣體的總體積和壓強(qiáng)分別為（4）HAVV????11（5）HgppΔ221????式中??為水的密度，g為

2、重力加速度由理想氣體狀態(tài)方程可知，經(jīng)過(guò)2小時(shí)，nRTpV?薄膜下部增加的空氣的摩爾數(shù)（6）RTVpRTVpn1111?????在2個(gè)小時(shí)內(nèi)，通過(guò)薄膜滲透過(guò)去的分子數(shù)（7）AnNN??式中NA為阿伏伽德羅常量滲透室上部空氣的摩爾數(shù)減少，壓強(qiáng)下降下降了?p（8）0VΔnRTp??經(jīng)過(guò)2小時(shí)滲透室上部分中空氣的壓強(qiáng)為（9）ppp????00測(cè)試過(guò)程的平均壓強(qiáng)差（10）??)(211010pp()ppp???????據(jù)：倒水次數(shù)次1234平衡溫

3、度℃30.345.5056.865.2由于＝65.2℃＜66.0℃，所以如果將熱水等分后倒到構(gòu)件上，則倒出次數(shù)不能少于5次。4t評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題20分。設(shè)計(jì)操作方案10分。操作方案應(yīng)包含兩個(gè)要點(diǎn)：①將保溫瓶中的水分若干次倒到構(gòu)件上。②倒在構(gòu)件上的水與構(gòu)件達(dá)到熱平衡后，把與構(gòu)件接觸的水倒掉。驗(yàn)證方案10分。使用的驗(yàn)證計(jì)算方案可以與參考解答不同，但必需滿足兩條：①通過(guò)計(jì)算求出的構(gòu)件的最終溫度不低于66.0℃。②使用的熱水總量不超過(guò)1.200k

4、g。這兩條中任一條不滿足都不給這10分。例如，把1.200kg熱水分4次倒，每次倒出0.300kg，盡管驗(yàn)算過(guò)程中的計(jì)算正確，但因構(gòu)件最終溫度低于66.0℃，不能得分。第20屆復(fù)賽二、參考解答在溫度為時(shí)，氣柱中的空氣的壓強(qiáng)和體積分別為1(27273)K=300KT??，（1）10pph??（2）1CVlS?當(dāng)氣柱中空氣的溫度升高時(shí)，氣柱兩側(cè)的水銀將被緩慢壓入A管和B管。設(shè)溫度升高到時(shí)，氣柱右側(cè)水銀剛好全部壓到B管中，使管中水銀高度增大2