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题型:简答题
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简答题 · 22 分

如图所示,用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。开始时活塞距气缸底的高度为,气体温度为。给气缸加热,活塞缓慢上升到距气缸底的高度为处时,缸内气体吸收Q=450J的热量。已知活塞横截面积,大气压强。求:

(1)加热后缸内气体的温度。

(2)此过程中缸内气体增加的内能

正确答案

(1)

(2)

解析

(1)设加热后缸内气体的温度为。活塞缓慢上升为等压过程,

根据盖一吕萨克定律得:

       

其中:        

联立以上各式,解得:,即  

(2)设气体对活塞做功为,则:

       

其中:

根据热力学第一定律得:   

联立以上各式,解得:     

知识点

热力学第一定律
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)下列说法正确的是

A.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的,它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关

B.在绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果

C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点

D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小

(2)如图所示的导热气缸固定于水平面上,缸内用活塞密封一定质量的理想气体,外界大气压强保持不变。现使气缸内气体温度从27 ℃缓慢升高到87 ℃,此过程中气体对活塞做功240 J,内能增加了60 J。活塞与气缸间无摩擦、不漏气,且不计气体的重力,活塞可以缓慢自由滑动。

①求缸内气体从外界吸收的热量。

② 升温后缸内气体体积是升温前气体体积的多少倍?

正确答案

(1)AB

(2)1.2倍

解析

(1)略。

(2)①根据热力学第一定律:△E=W+Q  得

Q=△E-W=60J+240J=300J

②根据查理定律:  得      

      

知识点

热力学第一定律液晶液体的表面张力
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图所示,底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上,内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体,不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上,另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A。开始时,温度t1=7℃,活塞到缸底的距离l1=10cm,物体A的底部离地h1=4cm。已知外界大气压p0=1.0×105Pa不变,现对气缸内的气体缓慢加热直到A物体触地,试问:(重力加速度g=l0m/s2

(1)开始时气体的压强为多少Pa?

(2)当物体A刚触地时,气体的温度为多少℃?

正确答案

见解析

解析

(1)活塞受力平衡:P0S+mg=P1S+T;T=mAg

封闭气体压强P1=P0=0.8×105Pa

(2)(初状态:V1=l1s,T1=280K

末状态:V2=(l1+h1)s,T2=?

等压变化,,代入数据,得T2=392K,即t2=119℃

知识点

热力学第一定律
1
题型:简答题
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简答题 · 10 分

如图,一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内,活塞距底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了h/5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变,已知大气压为p0,活塞横截面积为S,重力加速度为g,求:

(1)一小盒沙子的质量;

(2)沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。

正确答案

见解析

解析

(1)设一盒沙子的质量为m,沙子缓慢倒在活塞上表面上,气体做等温变化

 得…

(2)沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度h2

      

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:填空题
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填空题 · 19 分

(1)如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,由状态①变化到状态②,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是                           (       )

A.每个气体分子的速率都不变

B.气体分子平均动能不变

C.水平外力F逐渐变大

D.气体内能减小

E .气体内能不变

(2)如图所示,质量m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中,开始时活塞距汽缸底高度h1=0.40 m.现缓慢给气体加热,活塞上升到距离汽缸底h2=0.60 m处,已知活塞面积S=5.0×10-3 m2,大气压强p0=1.0×105 Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦.给气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=420 J的热量,则气体增加的内能ΔU多大?

正确答案

(1)BCE  

(2)300J

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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