全國中學(xué)生物理競賽集錦(熱學(xué))

1、全國中學(xué)生物理競賽集錦（熱學(xué)）全國中學(xué)生物理競賽集錦（熱學(xué)）第21屆預(yù)賽2004.9.5一、（15分）填空e在標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(shí)間，dPStkN??S為薄膜的面積，d為薄膜的厚度，為薄膜

2、兩側(cè)氣體的壓強(qiáng)差k稱為該薄膜材料在該P(yáng)?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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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?cè)莘e為30cm00.25?VV1，薄膜能夠

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

4、在壓強(qiáng)差變化不太大的情況下，可用計(jì)時(shí)開始時(shí)的壓強(qiáng)差和計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)的壓強(qiáng)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(yù)賽三、(20分)在野外施工中，需要使質(zhì)量m＝4.20kg的鋁合金構(gòu)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(gè)操作方案，能利用這些熱水使構(gòu)件從溫度t0=10℃升溫到66.0℃以上（含66.0℃），并通過計(jì)算

5、驗(yàn)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(jì)向周圍環(huán)境散失的熱量。第20屆復(fù)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(xì)玻璃管做成的，它們的內(nèi)徑與管長相比都可忽略不計(jì)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(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試說明不采用的原因，并作出解釋第18屆復(fù)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(fù)1821)加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水沸騰時(shí)再加蓋壓力閥S，此時(shí)可以認(rèn)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(shí)，鍋內(nèi)即已達(dá)到預(yù)期溫度(即設(shè)計(jì)時(shí)希望達(dá)到的溫度)，現(xiàn)有一壓力鍋，在海平面處加熱能達(dá)到的預(yù)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(dá)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(dá)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(shí)間后，在點(diǎn)火前就加上壓力閥。此時(shí)水溫為27℃，那么加熱到壓力閥剛被頂起時(shí)，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(dá)多少？假設(shè)空氣不溶于水已知：水的飽和蒸氣壓與溫w()pt度的關(guān)系圖線如圖復(fù)1822所t示大氣壓強(qiáng)與高度的關(guān)系的簡化圖線如圖復(fù)1823所示()pzz℃時(shí)；處27t?27t?3w(2