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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)如图,内壁光滑.导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体______________。(双选,填正确答案标号)

a.内能增加       

b.对外做功

c.压强增大       

d.分子间的引力和斥力都增大

(2)一种水平重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量.体积的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离,筒内气体体积。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为时,拉力减为零,此时气体体积为,随后浮筒和重物自动上浮。求

已知大气压强,水的密度,重力加速度的大小。不计水温度变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。

正确答案

(1)ab

(2)解:当F=0时,由平衡条件得

代入数据得

设筒内气体初态.末态的压强分别为P1.P2,由题意得

在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得

联立②③④⑤式,代入数据得

解析

略。

知识点

热力学第一定律理想气体的状态方程
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

关于一定量的气体,下列叙述正确的是

A气体吸收的热量可以完全转化为功

B气体体积增大时,其内能一定减少

C气体从外界吸收热量,其内能一定增加

D外界对气体做功,气体内能可能减少

正确答案

A,D

解析

根据热力学第二定律:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化。即气体吸收热量在引起了其他变化的情况下,可以完全转化为功,A对;内能的影响因素有气体的体积和温度,故气体体积增大时,由于温度变化情况未知,故内能不一定减少,B错;内能可以通过做功和热传递改变,气体从外界吸收热量,由于对外做功情况未知,故内能不一定增加,C错;同理外界对气体做功,由于热传递情况未知,故气体内能有可能减少,D对。

知识点

热力学第一定律热力学第二定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

图为某同学设计的喷水装置,内部装有2L水,上部密封1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L,设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的有

A充气后,密封气体压强增加

B充气后,密封气体的分子平均动能增加

C打开阀门后,密封气体对外界做正功

D打开阀门后,不再充气也能把水喷光

正确答案

A,C

解析

A 由pv=nRT知 当v、T不变时,n增加 p增大故A对

B 物体的温度不变,分子的平均动能就不变,故B错

C 通过公式p1v1+p2v2=pv1计算出 封闭气体压强变为1.2atm大于外界压强故打开阀门后气体就会压水把水喷出,显然气体体对外界做正功,体积变大,压强变小,当封闭气体压强变小为与外界压强相等时候,再不喷水了,故D错

知识点

热力学第一定律理想气体的状态方程
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab.bc.ca回到原状态,其P-T图像如图所示。下列判断正确的是          。

A,过程ab中气体一定吸热

B,过程bc中气体既不吸热也不放热

C,过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D,a.b.和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小

E,b和c两个状态中,容器壁单位面积时间内受到气体分子撞击的次数不同

(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4.若此后外界温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。

正确答案

(1)   ADE       

(2)解:设气缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为p,由玻意耳定律得

             ①

解得

                            ②

外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h'。根据盖一吕萨克定律,得

             ③

解得

h'=                   ④

根据题意可得

p=                     ⑤

气体最后的体积为

                      ⑥

联立②④⑤⑥式得

                   ⑦

解析


知识点

热力学第一定律理想气体的状态方程
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图,一绝热容器被隔板K 隔开a 、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空。抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态。在此过程中

A气体对外界做功,内能减少

B气体不做功,内能不变

C气体压强变小,温度降低

D气体压强变小,温度不变

正确答案

B,D

解析

解析:绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递,Q=0。稀薄气体向真空扩散没有做功,W=0。根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变,则温度不变。稀薄气体扩散体积增大,压强必然减小。BD正确。

知识点

物体的内能 热量热力学第一定律
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