全國中學生物理競賽集錦(熱學)

1、全國中學生物理競賽集錦（熱學）全國中學生物理競賽集錦（熱學）第21屆預賽2004.9.5一、（15分）填空e在標準狀態(tài)下，1cm3氣體中的分子數(shù)約為____________。（阿伏加德羅常量NA＝6.021023mol－1）第21屆復賽一、(20分)薄膜材料氣密性能的優(yōu)劣常用其透氣系數(shù)來加以評判對于均勻薄膜材料，在一定溫度下，某種氣體通過薄膜滲透過的氣體分子數(shù)，其中t為滲透持續(xù)時間，dPStkN??S為薄膜的面積，d為薄膜的厚度，為薄膜

2、兩側氣體的壓強差k稱為該薄膜材料在該P?溫度下對該氣體的透氣系數(shù)透氣系數(shù)愈小，材料的氣密性能愈好圖為測定薄膜材料對空氣的透氣系數(shù)的一種實驗裝置示意圖EFGI為滲透室，U形管左管上端與滲透室相通，右管上端封閉；U形管內(nèi)橫截面積A＝0.150cm2實驗中，首先測得薄膜的厚度d=0.66mm，再將薄膜固定于圖中處，從而把滲透室分為上下兩部CC?分，上面部分的容積，下面部分連同U形管左管水面以上部分的總容積為30cm00.25?VV1，薄膜能夠

3、透氣的面積S=1.00cm2打開開關K1、K2與大氣相通，大氣的壓強P1＝1.00atm，此時U形管右管中氣柱長度，關閉K1、K2后，cm00.20?H31cm00.5?V打開開關K3，對滲透室上部分迅速充氣至氣體壓強，關閉K3并開始計atm00.20?P時兩小時后，U形管左管中的水面高度下降了實驗過程中，始終保持cm00.2??H溫度為求該薄膜材料在時對空氣的透氣系數(shù)（本實驗中由于薄膜兩側的壓強C0?C0?差在實驗過程中不能保持恒定，

4、在壓強差變化不太大的情況下，可用計時開始時的壓強差和計時結束時的壓強差的平均值來代替公式中的普適氣體常量R=8.31Jmol1KP?P?1，1.00atm=1.013105Pa）第20屆預賽三、(20分)在野外施工中，需要使質(zhì)量m＝4.20kg的鋁合金構件升溫。除了保溫瓶中尚存有溫度t＝90.0℃的1.200kg的熱水外，無其他熱源試提出一個操作方案，能利用這些熱水使構件從溫度t0=10℃升溫到66.0℃以上（含66.0℃），并通過計算

5、驗證你的方案已知鋁合金的比熱容c＝0.880l03J(Kg℃)1，水的比熱容c0=4.20103J(Kg℃)1，不計向周圍環(huán)境散失的熱量。第20屆復賽二、（15分）U形管的兩支管A、B和水平管C都是由內(nèi)徑均勻的細玻璃管做成的，它們的內(nèi)徑與管長相比都可忽略不計己知三部分的截面積分別為cm2，cm2，2A1.010S???2B3.010S???cm2，在C管中有一段空氣柱，兩側被水2C2.010S???1試采用以上某些數(shù)據(jù)估算鋁的比熱c2對

6、未被你采用的實驗數(shù)據(jù)，試說明不采用的原因，并作出解釋第18屆復賽二、(22分)正確使用壓力鍋的方法是：將己蓋好密封鍋蓋的壓力鍋(如圖復1821)加熱，當鍋內(nèi)水沸騰時再加蓋壓力閥S，此時可以認為鍋內(nèi)只有水的飽和蒸氣，空氣己全部排除然后繼續(xù)加熱，直到壓力閥被鍋內(nèi)的水蒸氣頂起時，鍋內(nèi)即已達到預期溫度(即設計時希望達到的溫度)，現(xiàn)有一壓力鍋，在海平面處加熱能達到的預期溫度為120℃某人在海拔5000m的高山上使用此壓力鍋，鍋內(nèi)有足量的水1若不加

7、蓋壓力閥，鍋內(nèi)水的溫度最高可達多少？2若按正確方法使用壓力鍋，鍋內(nèi)水的溫度最高可達多少？3若未按正確方法使用壓力鍋，即蓋好密封鍋蓋一段時間后，在點火前就加上壓力閥。此時水溫為27℃，那么加熱到壓力閥剛被頂起時，鍋內(nèi)水的溫度是多少？若繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)水的溫度最高可達多少？假設空氣不溶于水已知：水的飽和蒸氣壓與溫w()pt度的關系圖線如圖復1822所t示大氣壓強與高度的關系的簡化圖線如圖復1823所示()pzz℃時；處27t?27t?3w(2