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[!--downpath--]二氧化碳浮力的形成與估算 1． 形成原因：由于大量分子隨機運動并與器壁碰撞，在器壁各部分產生均勻連續的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力為稱為二氧化碳的浮力。 2、微觀上確定激勵：取決于分子的平均動能和分子的密度。 3、以平衡狀態下二氧化碳浮力的計算方法為研究對象，分析液面兩側的受力，完善平衡多項式，消除面積，得到液面兩側浮力相等的多項式液體層，并獲得二氧化碳的浮力。 力平衡法：選擇與二氧化碳接觸的液柱作為受力分析的研究對象，得到液柱（活塞）的力平衡多項式，從而得到二氧化碳的浮力。 p=p0+ρgh 時的總浮力，其中 p0 是液面上方的浮力。 4、加速運動系統中封閉二氧化碳浮力的計算方法選擇與二氧化碳接觸的液柱為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定理求解多項式。 液體封閉二氧化碳的浮力估算若已知大氣浮力為p0，圖2-2中所有裝置均處于靜止狀態，圖中液體密度為S=-ρghS+p0S，因此有： pAS+ρghS=p0SB=pA=p0- 圖 C 中，ρgh 仍以 B 的液位為研究對象，有 pA′+ρ'=p0，故 p0-ρgh B： p0- ρgh C：p0-活塞封閉二氧化碳浮力解如圖2-3所示，兩缸質量為M，內部橫截面積為S，兩活塞質量為m，右缸仍然在水平面上，左活塞和氣缸垂直懸掛在天花板下。
兩個氣缸內分別裝有一定質量的空氣A、B，大氣壓強為p0。 求封閉的二氧化碳A和B的浮力？ 【分析】在標題圖A中選擇m作為研究對象。 pAS＝p0S＋mgpA＝p0＋mg 在圖B中，選擇M為研究對象，得到pB＝p0－Mg 答案] p0＋mgp0－Mg 理想二氧化碳狀態多項式及實驗定理的應用 1、理想二氧化碳狀態多項式之間的關系以及二氧化碳實驗定理 恒定溫度：p1V1=p2V2（波義耳定理） 恒定體積：（查理定理） 恒定浮力：（蓋-呂薩克定理） 2、幾個重要結論 多項式理想二氧化碳狀態的結論：確定熱阻 p1 、V1、T14 二氧化碳在開始和結束狀態。 用圖像法分析二氧化碳的狀態變化 一定質量的二氧化碳不同圖像對比 線特征示例 p-VpV=CT （其中C為常數pV乘積，等溫線越大，體溫越高，直線距離原點越遠，斜率k=CT物理大氣壓強題目，即斜率越大，濕度越高pT，即斜率越大，體積VT越小二氧化碳實驗的應用定理如圖2-4所示，一個固定的立式氣缸由一大、一小兩個同軸氣缸組成物理大氣壓強題目，兩個氣缸內分別裝有一個活塞，已知大活塞的質量為m1=2.50kg，則橫截面積為S1=80.0cm；小活塞的質量為m2=1.50kg，橫截面積為S2=40.0cm=40.0cm 缸外大氣的浮力為p=1。空氣溫度為T=303K。
初始，大活塞至大氣缸頂部距離處的兩個活塞之間封閉二氧化碳的空氣溫度為T1=495K。 此時氣缸內二氧化碳的溫度逐漸升高，活塞平穩地向下運動。 忽略兩個活塞與氣缸壁之間的摩擦力，重力加速度假設二氧化碳的初始體積為V1，在大活塞接觸大氣缸頂部之前，氣缸內封閉的二氧化碳體積為V2，溫度為T2。 根據題目給出的條件，可得活塞平穩下降過程中的V1=S2，用p1表示氣缸內二氧化碳的浮力，可得S1(p1-p)=m1g+m2g +S2(p1-p) 由力平衡條件聯立公式代入 題中給出的數據為T2=330。 當大活塞剛好與大氣缸頂部接觸時，密封二氧化碳的浮力為p1。 在隨后與鋼瓶外大氣達到熱平衡的過程中，所封入的二氧化碳的體積保持不變。 假設密封二氧化碳達到熱平衡時的浮力為p1T2，將數據代入題中得p′=1.0110答案] (1) 330 (2) 1.0110 二氧化碳狀態變化圖像問題 理想碳一定質量的二氧化碳從A狀態轉變為D狀態，其相關數據如圖2-5A所示，若狀態浮力為210，求A狀態的浮力； 請畫出圖B中狀態變化過程的pT圖，并分別標出A、B、C、D狀態，不需要寫出估計過程。 讀出VT圖上各點的體積和濕度，由理想的二氧化碳狀態方程即可得到各點對應的浮力。 根據理想二氧化碳狀態的多項式：TD=410，需要明確pV圖像、pT圖像、VT圖像、pT圖像、VT圖像特征中等溫、等壓、等容的變化。
如果需要作圖，則分析物質狀態的變化特征，在某一特定點，根據給定的量和待解的量，按要求作圖。 如果由已知圖像制作出同一坐標系的新圖像，那么經過估計，也可以將某個自行車輪胎的體積平移為V，并且其上已經存在浮力為p0的空氣，現在需要降低輪胎內的氣壓假設充氣過程是一個等溫過程，空氣可以視為理想的二氧化碳，而輪轂的體積保持不變，那么必須給輪胎充氣與水溫相同的空氣，壓力也是p0，體積為p0-1p0+1 分析假設要填充的體積為V′的空氣，體積V和V′的空氣整體為研究對象，理想的二氧化碳狀態多項式為p0(V+V′)p0-1)如圖2-12所示。 圓柱體的長度為m，固定在水平面上。 氣缸內有一個截面積S=100cm的光滑活塞，活塞內密封一定質量的理想二氧化碳。 當氣溫=27℃，大氣浮力p0=110Pa時，氣柱寬度=90cm，氣缸和活塞的長度相等，可以忽略不計。 求：若水溫不變，將活塞輕輕拉至氣缸右端口，此時水平拉力F的大小是多少？ 如果氣缸內二氧化碳的溫度緩慢下降，那么當活塞運動到氣缸右口時，二氧化碳的溫度會是多少攝氏度？ 分析 假設當活塞到達氣缸右端口時，密封二氧化碳的浮力為 p1，則 p1S=p0S－答案 (1) 100 如圖 2-13 所示，一個圓錐形容器，底面積為??S和光滑的內壁將其垂直放置在水平地面上，開口朝下，里面有兩個相同的質量為m的活塞B，B與活塞之間封有一定量的相同的理想二氧化碳容器底面，平衡時體積為V。
已知容器內二氧化碳的溫度保持不變，重力加速度為g，外界大氣的浮力為p0。 現在假設活塞在其整個生命周期中緩慢泄漏，因此 B 最終接觸到容器的底部。 求活塞A與聯通之間的距離。 2-13 分析 在初始狀態下，將兩部分二氧化碳A、B的浮力分別設為pAO和pBO，則由活塞平衡條件可得： p0S+mg=+mg=pBOS最終狀態下，兩部分二氧化碳融合在一起，設浮力為p，體積設為V'，對于活塞A，得到平衡條件p0S+mg=pS，多項式兩部分二氧化碳的理想二氧化碳狀態可由pAOV+pBOV=pV'獲得。 假設活塞A與通訊之間的距離為h，則有V'=2V+hS聯系 將上述五個公式立起來可得到mgV(p0S+mg)S的答案，mgV(p0S+mg) S、如圖2-14所示，兩個圓柱體A、B厚度均勻、高度相等、內壁光滑，上部由體積可忽略不計的細管連接； A的半徑為倍，A的下端封閉，B的下端與大氣相通； 除A底部導熱外，兩筒體其余部分均隔熱。 兩個氣缸內分別有長度可忽略不計的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充滿甲烷，活塞上方充滿氫氣。 求大氣壓強為p0、二氧化碳缸外和缸內溫度均為16時二氧化碳的浮力。在解吸上升到底部的過程中，活塞下方的甲烷發生等壓過程。 設氣缸A的體積為V0，甲烷初始體積為V1，空氣溫度為T1； 最終體積為V2，空氣溫度為T2。 根據題目的意思，氣缸B的體積為V0/4V0V2=V0=上升到底部后，由于持續溫和加熱，活塞a開始向下連通，直到活塞上升距離16次在氣缸的高度，活塞上方的二氧化碳經歷等溫過程。
設二氧化碳初始體積為V1'，浮力為p1'； 最終體積為V2'，浮力為p2'。 給定題目給出的數據和波義耳定理，有V0，p1'=p0，V2'='V1'=p2'V2'p0。 答案（1）320p0 如圖3-7所示，垂直放置一根粗細均勻、導熱良好、加入適量水銀的U形管，右端與大氣相通，封閉管的長度上端氣柱1=20cm（可視為理想二氧化碳） 接通，穩定后右管水銀面高于左管水銀面h=10cm。（環境濕度恒定，大氣壓p0=)U形管截面積為S，左管內封閉二氧化碳浮力為右端與大氣p1連通時，右端接低壓后壓力室中，左管內密封的二氧化碳的浮力為p2，氣柱的寬度為左管內密封的二氧化碳的等溫變化，根據波義耳定理，p1V1==p0p2=p從幾何上得到+phV2=l2S 的關系是聯立公式。 將數據代入p=，左管內二氧化碳膨脹，二氧化碳對外做正功，溫度不變，ΔU=0，根據熱力學第一定理，W<0，所以Q=-W>0 ，二氧化碳放熱。