- 熵增加原理
- 共215题
如图所示,气缸竖直放置于水平地面,缸壁和活塞均绝热,活塞横截面积为S,重力为G,活塞下方A气体初温为TA,上方B气体初温为TB,对活塞的压力为G.若气体初温满足_______条件,当A、B升高相同的温度时可使得活塞向上移动;现A气体温度升高△T,活塞上移使A气体的体积增大1/4,此时A的压强为_______.
正确答案
TA<2TB; 8G(TA+△T) / 5STA;
分析:都升高相同温度后,假设活塞静止不动,由等容变化推出此时A、B的压强,再利用假设活塞向上运动的条件P′A>P′B,问题可解;
A气体体积增大 ,则B气体体积减小A体积的
,分别对A、B部分气体应用理想气体状态方程得到P′′A、P′′B并且利用它们的关系(P′′A=P′′B+
),即可求得P′′A
解:由题意知初状态B气体压强:PB=; A气体压强为:PA=
;
假设温度都升高△T时活塞仍静止,由等容变化规律得:=
…①
=
…②
如果活塞向上移动,则P′A>P′B…③
把①②带入③得:TA<2TB
A气体的体积增大时,设A气体压强P′′A,B气体压强P′′B,由理想气体状态方程得:
=
…④
=
…⑤
且 P′′A=P′′B+…⑥
把④⑤带入⑥得:P′′A=
故答案为:TA<2TB; 8G(TA+△T) / 5STA
(2011·上海高考物理·T30)如图,绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为、温度均为
。缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变,求气缸A中气体的体积
和温度
。
正确答案
设初态压强为,膨胀后A,B压强相等
B中气体始末状态温度相等
故
A部分气体满足
故
(7分)有一传热良好的圆柱形气缸置于水平地面上,并用一光滑的质量为M活塞密封一定质量的的理想气体,活塞面积为S。开始时汽缸开口向上(如图一),已知外界大气压强P0,被封气体的体积V0。
①求被封气体的压强:(3分)
②现将汽缸倒置(如图二),待系统重新稳定后,活塞移动的距离是多少?(4分)
正确答案
(1)(2)
(1)对活塞受力分析:
------------1分
得:------------------------------1分
(2)气缸倒置后:
对活塞受力分析得:------------------------------------------------1分
所以----------------------------------------------------1分
对封闭气体运用玻玛定律-------------------------------------------------1分
得:------------------------------------------1分
所以----------------------------------------------------1分
本题考查气体的状态方程,对活塞进行受力分析,由受力平衡原理可求得气体压强,汽缸倒置后再一次对活塞受力分析,可求得气体内部压强,两个状态的PV相同,列式求解
如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长(可视为理想气体),两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面
(环境温度不变,大气压强
)
①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位)
②此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”“做负功”“不做功”),气体将 (填“吸热”或放热“)。
正确答案
①②做正功;吸热
①设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为
,气柱长度为
,稳定后低压舱内的压强为
。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得
①
②
③
④
⑤
由几何关系得
⑥
联立①②③④⑤⑥式,代入数据得
⑦
②做正功;吸热
正确答案
解:(1)一滴墨水在水中扩散时,墨水分子无规则热运动的空间变大了,因而更无序了,所以熵增大了.
(2)熵是表示物体的无序程度的物理量,而由热力学第二定律可知,与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行,即向熵增大的方向进行.气体扩散现象是一种气体进入另一种气体的现象,由于分子无规则运动的空间变大,所以无序性增加,即熵增加,所以气体的扩散具有方向性.
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