- 热机
- 共127题
（1）压缩气体应注入汽缸哪一部分中？
（2）若压缩气体是利用普通空气等温压缩后得到的，则注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为多少？已知大气压1×105pa．
正确答案
解析
解：（1）物体右端刚好离开地面，杆应该向左拉
故压缩气体应注入汽缸B部分中；
（2）物体右端离开地面，由力矩平衡得：
mgL=Fl
得轻杆上拉力
F=500N
B部分气体压强：
p=
由波意耳定律
p0V0=pV
解得
V0=1.25×10-3m3
注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为1.25×10-3m3．
（1）以下说法中正确的是______
A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
（2）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管内的气体体积忽略不计，已知右图所示状态时气体的温度为7℃，U形管内水解面的高度差h1=5cm，大气压强P0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度
ρ=13.6×103kg/m3，g=10m/s2．
求：①活塞的重力；
②现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银面的高度差为多少？
正确答案
解析
解：（1）A、一个绝热过程系统的熵永远不会减少，不是一切自然过程．故A错误．
B、绝热Q=0，压缩W＞0，根据热力学第一定律可知△U=W+Q＞0，即内能增加．故B正确．
C、布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．故C错误．
D、浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关．故D正确．
故选BD
（2）①对活塞，有：P0S+G活塞-P1S=0
由题意，可知：P1=P0+ρgh1
解得：G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
②因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化．
由
由题：T1=280K，T2=310K P2=P0+ρgh2
代入解得 h2=0.134 m
答：（1）BD；
（2）①活塞的重力为68N；②U形管内水银面的高度差为0.134m．
金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（ ）
正确答案
解析
解：向里推活塞时是外界对气缸内的气体做功，可以使气体的内能增加，温度升高，所以可以使气缸中的柴油到达燃点；但是如果缓慢的推活塞，那么气体和外界会发生热传递，气体的温度会降低，不能到达柴油的燃点；
故选A．
用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，空气的内能增加了1000J，是气体从外界吸热还是向外界放热？传递的热量为多少？
正确答案
解：由题，已知W=900J，△U=1000J，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=1000J-900J=100J＞0
所以，气体从外界吸热
答：气体从外界吸热100J．
解析
解：由题，已知W=900J，△U=1000J，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=1000J-900J=100J＞0
所以，气体从外界吸热
答：气体从外界吸热100J．
（1）以下说法中正确的是______
A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
（2）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管内的气体体积忽略不计，已知右图所示状态时气体的温度为7℃，U形管内水解面的高度差h1=5cm，大气压强P0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度
ρ=13.6×103kg/m3，g=10m/s2．
求：①活塞的重力；
②现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银面的高度差为多少？
正确答案
解：（1）A、一个绝热过程系统的熵永远不会减少，不是一切自然过程．故A错误．
B、绝热Q=0，压缩W＞0，根据热力学第一定律可知△U=W+Q＞0，即内能增加．故B正确．
C、布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．故C错误．
D、浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关．故D正确．
故选BD
（2）①对活塞，有：P0S+G活塞-P1S=0
由题意，可知：P1=P0+ρgh1
解得：G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
②因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化．
由
由题：T1=280K，T2=310K P2=P0+ρgh2
代入解得 h2=0.134 m
答：（1）BD；
（2）①活塞的重力为68N；②U形管内水银面的高度差为0.134m．
解析
解：（1）A、一个绝热过程系统的熵永远不会减少，不是一切自然过程．故A错误．
B、绝热Q=0，压缩W＞0，根据热力学第一定律可知△U=W+Q＞0，即内能增加．故B正确．
C、布朗运动是悬浮在液体中颗粒的运动，不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．故C错误．
D、浸润与不浸润与两种接触物质的性质有关．故D正确．
故选BD
（2）①对活塞，有：P0S+G活塞-P1S=0
由题意，可知：P1=P0+ρgh1
解得：G活塞=ρgh1S=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
②因为活塞的位置保持不变，所以气缸内的气体近似做等容变化．
由
由题：T1=280K，T2=310K P2=P0+ρgh2
代入解得 h2=0.134 m
答：（1）BD；
（2）①活塞的重力为68N；②U形管内水银面的高度差为0.134m．
（1）压缩气体应注入汽缸哪一部分中？
（2）若压缩气体是利用普通空气等温压缩后得到的，则注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为多少？已知大气压1×105pa．
正确答案
解：（1）物体右端刚好离开地面，杆应该向左拉
故压缩气体应注入汽缸B部分中；
（2）物体右端离开地面，由力矩平衡得：
mgL=Fl
得轻杆上拉力
F=500N
B部分气体压强：
p=
由波意耳定律
p0V0=pV
解得
V0=1.25×10-3m3
注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为1.25×10-3m3．
解析
解：（1）物体右端刚好离开地面，杆应该向左拉
故压缩气体应注入汽缸B部分中；
（2）物体右端离开地面，由力矩平衡得：
mgL=Fl
得轻杆上拉力
F=500N
B部分气体压强：
p=
由波意耳定律
p0V0=pV
解得
V0=1.25×10-3m3
注入汽缸的空气在未压缩前体积至少为1.25×10-3m3．
（选修模块3-3）
（1）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦，a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变．若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是
A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C．在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量
（2）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0．经过太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=350K．
（1）求此时气体的压强．
（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0．求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．
正确答案
解：（1）由于在a、b状态下封闭气体的压强P=P0+
从a态到b态气体的体积增大，故气体对外做功，即W＜0，由于温度升高，气体的内能增大即△U＞0，根据热力学第二定律△U=Q+W可得Q＞0，即气体从外界吸收热量，故错误．
故选AC．
（2）（1）由于在温度升高的过程中封闭气体的体积保持不变，即封闭气体发生了等容变化，故根据
可得当温度升高到T1=350K时封闭气体的压强为
（2）根据根据克拉珀龙方程
根据热力学第二定律W+Q=△U，可知由于气体的温度T保持不变，所以△U=0．因为体积膨胀，即封闭气体对外做功，所以W＜0，所以Q＞0，即剩余气体从外界吸热．
故本题的答案为：（1）AC；
（2）（1）
解析
解：（1）由于在a、b状态下封闭气体的压强P=P0+
从a态到b态气体的体积增大，故气体对外做功，即W＜0，由于温度升高，气体的内能增大即△U＞0，根据热力学第二定律△U=Q+W可得Q＞0，即气体从外界吸收热量，故错误．
故选AC．
（2）（1）由于在温度升高的过程中封闭气体的体积保持不变，即封闭气体发生了等容变化，故根据
可得当温度升高到T1=350K时封闭气体的压强为
（2）根据根据克拉珀龙方程
根据热力学第二定律W+Q=△U，可知由于气体的温度T保持不变，所以△U=0．因为体积膨胀，即封闭气体对外做功，所以W＜0，所以Q＞0，即剩余气体从外界吸热．
故本题的答案为：（1）AC；
（2）（1）
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