中央电视台曾经推出过一个游戏节目——推矿泉水瓶.选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内视为成功,若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败.其简化模型如图所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域.已知BC长度为L2=1m,瓶子质量为m="0.5" kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动,(g取10m/s2)假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成功,试问:
⑴推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?
⑵推力作用在瓶子上的距离最小为多少?
某同学家新买了一台双门电冰箱,冷藏室容积为107 L,冷冻室容积为118 L,假设室内空气为理想气体.
(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3 m3/mol,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1,在家中关闭冰箱门密封后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子.
(2)若室内温度为27℃,大气压为1×105 Pa,关闭冰箱门通电工作一段时间后,冷藏室内温度降为6℃,若冷冻室温度降为-9℃,此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大.
(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部,请分析说明这是否违背热力学第二定律.
如图所示,汽缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10 cm.如果缸内空气温度变为0℃,重物将上升多少厘米?(结果保留三位有效数字)
如图所示为一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0,经过太阳曝晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K.
(1)求此时气体的压强.
(2)保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.
粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高度差为19 cm,封闭端空气柱长度为40 cm,如图所示,问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高?已知外界大气压强p0=76 cmHg,注入水银过程中温度保持不变.
如图所示,重G1=20 N的活塞将一部分气体封闭在汽缸内,活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动,活塞的横截面积为S=100 cm2,外界大气压强p0=1.0×105 Pa(g取10 m/s2).
(1)活塞上物体重G2=200 N,求汽缸内气体压强p1.
(2)活塞受到竖直向上拉力F的作用,拉力F=10 N,求汽缸内气体压强p2.
(3)将汽缸悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,求汽缸内气体压强p3.
(4)将活塞悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,汽缸质量M=10 kg,汽缸壁厚度可忽略不计,求汽缸内气体压强p4.