- 热力学第一定律
- 共1851题
如图所示的圆柱形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，已知气缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p0。将活塞固定，使气缸内气体温度升高1℃，气体吸收的热量为Q1；如果让活塞可以缓慢自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力），也使气缸内气体温度升高1℃，其吸收的热量为Q2。
（1）简要说明Q1和Q2哪个大些？
（2）求气缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h。
正确答案
解：（1）等容过程，吸收的热量，用于增加气体的内能， △U1=Q1等压过程，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功，△U2+|W2|=Q2又△U2=△U1，则Q1＜Q2
（2）气体对外做功|W2| =(P0S+G)h
活塞向上移动的高度
汽缸中气体的压强为5×105Pa，活塞的面积是40cm2，气体做等压膨胀，推动活塞移动了20cm．求：
（1）气体做了多少功？
（2）在做功过程中气体吸热2.0×103J，气体的内能改变了多少？
正确答案
（1）由功的公式知：W=FL=pSL=5×105×40×10-4×0.2 J=4.0×102 J
（2）由热力学第一定律知：△E=Q-W=2.0×103-4.0×102 J=1.6×103 J
答：气体做了4.0×102 J的功，在做功过程中气体的内能改变了1.6×103 J．
（8分）[物理—物理3—3]
如图所示，用横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的空气，活塞质量为m。在活塞上施加恒力F推动活塞，使气体体积减小。
（1）设上述过程中气体温度保持不变，则气缸内的气体压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”），按照分子动理论从微观上解释，这是因为 。
（2）设上述过程中活塞下降的最大高度为△h，气体放出找热量为Q0，外界大气压强为p0，试求此过程中被封闭气体内能的变化△U。
正确答案
（1）增大（2分） 分子的平均动能不变，分子的密集程度增大……………（2分）
（2）
（2）解：由热力学第一定律△
一颗质量为10g的子弹以200m/s的速度射入放在光滑水平面上质量为2kg的木块并穿出；穿出木块时子弹的速度变为40m/s，木块速度为0.8m/s，设子弹在木块中所受的阻力不变，在此过程中子弹和木块共获得多少内能？若这些内能有30%被子弹吸收，则可以使子弹升温多少度？子弹的比热容1.3×102J/（kg•℃）．
正确答案
系统损失的机械能转化为系统增加的内能．
△E损=
=
∴被子弹吸收的热量是Q=△E损×30%=cm△t
∴△t=
答：在此过程中子弹和木块共获得内能为191.36J；可以使子弹升温44.36度．
一定量的气体，从外界吸收热量为3.7×105J，内能增加4.4×105J．此过程中______（选填“气体对外界做了功”、“外界对气体做了功”），做功绝对值为______J．
正确答案
已知气体吸收热量为3.7×105J，Q=3.7×105J；内能增加4.4×105J，△U=4.4×105J，根据热力学第一定律△U=Q+W得
W=△U-Q=7×104J＞0
说明外界对气体做了功
故答案为：外界对气体做了功 7×104
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