- 熵增加原理
- 共215题
如图,圆柱形气缸的上部有小挡板,可以阻止活塞滑离气缸,气缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内.开始时活塞离底部高度为,温度为t1=27℃,外界大气压强为p0=1atm,现对气体缓缓加热.求:
(1)气体温度升高到t2=127℃时,活塞离底部的高度;
(2)气体温度升高到t3=357℃时,缸内气体的压强;
正确答案
(1) (2)p=1.4atm
(1)由题意得V1=,T1=273+27=300k,V2=Sh2,T2=127+273=400k,由盖吕萨克定律
(2分)得:
(1分)
(2)由题意得V1=,T1=273+27=300k,V3=Sd,活塞刚好到达顶部时气体温度为T3,由盖吕萨克定律
得T3=450K(2分)
当温度升到T4=357+273=630K,由查理定律(2分)得p=1.4atm(1分)
一定质量的气体从外界吸收2.6×105J的热量,内能增加4.2×105J,是气体对外做功还是外界对气体做功?做多少焦耳的功?若气体所吸收热量2.6×105J不变,但内能只增加1.6×105J,情况又如何?
正确答案
外界对气体做功1.6×105J;气体对外界做功1.0×105J
由可计算
,同理可求得第二问
铜制量热器小筒的质量是m1=160克,装入m2=200克t1=20℃的水,向水里放进m3=30克t2=0℃的冰,冰完全熔化后水的温度是多少摄氏度?[铜的比热C铜=3.9×102J/(Kg.K),冰的熔化热取λ=3.35×105 J/Kg]
正确答案
7.8℃
设最后水的温度为t,水的比热C=4.2×103 J/(Kg.K)由能量守恒可得:
m3λ+ m3C(t- t2)= m2C(t1 -t)+ m1C铜(t1 -t)
代入数据求解得:t=7.8℃
如图所示,一定质量的理想气体用不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内,气缸竖直放置,缸内安装一电热丝,活塞质量m,横截面积S,外界大气压强p0,重力加速度g.开始时活塞处于静止状态,将电热丝通电给气体缓慢加热,测得电热丝两端电压为U,通过的电流为I.经过时间t,活塞缓慢向上移动距离L0.
求:①气体对外所做的功;
②气体内能的增量.
正确答案
①②
①气体对外所做功 …………(3分)
②由热力学第一定律可知,气体内能增加量 …………(2分)
则 …………(2分)
本题考查气体状态方程的应用,气体压力为大气压与活塞的重力之和,由W=Fs可求得气体对外做功大小,由热力学第一定律可知内能增量大小
一端封闭的均匀玻璃管,用长h的一段水银柱封入一些空气,当管开口向上时,测得空气柱的高度是H1,当管开口向下时,没有水银流出,测得空气柱高度是H2,可以算得,这时大气压强等于_____________。(水银柱的产生的压强用高度表示)
正确答案
根据气体状态方程有:,解得
。
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