《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 第3講 熱力學(xué)定律與能量守恒定律課件.ppt（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第3講熱力學(xué)定律與能量守恒定律 第十三章熱學(xué) 內(nèi)容索引 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 命題點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律 命題點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律 命題點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合 課時(shí)作業(yè) 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 1 一 熱力學(xué)第一定律1 改變物體內(nèi)能的兩種方式 1 2 熱傳遞 2 熱力學(xué)第一定律 1 內(nèi)容 一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的與外界對(duì)它所做功的和 2 表達(dá)式 U 做功 熱量 Q W 3 U 中正 負(fù)號(hào)法則 Q W 吸收 放出 增加 減少 二 能量守恒定律1 內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生 也不會(huì)憑空消失 它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 或者是從一個(gè)物體到別的物體 在轉(zhuǎn)化或的過(guò)程中 能量的總量保持不變 2 條件性能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律 某一種形式的能是否守恒是有條件的 3 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 它違背了 轉(zhuǎn)移 轉(zhuǎn)移 能量守恒定律 三 熱力學(xué)第二定律1 熱力學(xué)第二定律的兩種表述 1 克勞修斯表述 熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 2 開(kāi)爾文表述 不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量 使之完全變成功 而不產(chǎn)生其他影響 或表述為 永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 2 用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律在任何自然過(guò)程中 一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會(huì) 3 熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的增大的方向進(jìn)行 4 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成的原因是違背了 自發(fā)地 第二類(lèi) 減小 無(wú)序性 熱力學(xué)第二定律 1 判斷下列說(shuō)法是否正確 1 為了增加物體的內(nèi)能 必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量 做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)是相同的 2 絕熱過(guò)程中 外界壓縮氣體做功20J 氣體的內(nèi)能可能不變 3 在給自行車(chē)打氣時(shí) 會(huì)發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高 這是因?yàn)榇驓馔矎耐饨缥鼰?4 可以從單一熱源吸收熱量 使之完全變成功 2 一定質(zhì)量的理想氣體在某一過(guò)程中 外界對(duì)氣體做功7 0 104J 氣體內(nèi)能減少1 3 105J 則此過(guò)程A 氣體從外界吸收熱量2 0 105JB 氣體向外界放出熱量2 0 105JC 氣體從外界吸收熱量6 0 104JD 氣體向外界放出熱量6 0 104J 答案 3 木箱靜止于水平地面上 現(xiàn)在用一個(gè)80N的水平推力推動(dòng)木箱前進(jìn)10m 木箱受到的摩擦力為60N 則轉(zhuǎn)化為木箱與地面系統(tǒng)的內(nèi)能U和轉(zhuǎn)化為木箱的動(dòng)能Ek分別是A U 200J Ek 600JB U 600J Ek 200JC U 600J Ek 800JD U 800J Ek 200J 答案 解析 U Ffx 60 10J 600JEk F x U 80 10J 600J 200J 4 人教版選修3 3P61第2題改編 下列現(xiàn)象中能夠發(fā)生的是A 一杯熱茶在打開(kāi)杯蓋后 茶會(huì)自動(dòng)變得更熱B 蒸汽機(jī)把蒸汽的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能C 桶中混濁的泥水在靜置一段時(shí)間后 泥沙下沉 上面的水變清 泥 水自動(dòng)分離D 電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體 答案 5 粵教版選修3 3P73第3題 在一個(gè)密閉隔熱的房間里 有一電冰箱正在工作 如果打開(kāi)電冰箱的門(mén) 過(guò)一段時(shí)間后房間的溫度會(huì)A 降低B 不變C 升高D 無(wú)法判斷 答案 2 命題點(diǎn)一熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律 1 熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變內(nèi)能的過(guò)程是等效的 而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系 此定律是標(biāo)量式 應(yīng)用時(shí)功 內(nèi)能 熱量的單位應(yīng)統(tǒng)一為國(guó)際單位焦耳 2 三種特殊情況 1 若過(guò)程是絕熱的 則Q 0 W U 外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加 2 若過(guò)程中不做功 即W 0 則Q U 物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加 3 若過(guò)程的初 末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變 即 U 0 則W Q 0或W Q 外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量 2016 全國(guó) 卷 33 1 關(guān)于氣體的內(nèi)能 下列說(shuō)法正確的是A 質(zhì)量和溫度都相同的氣體 內(nèi)能一定相同B 氣體溫度不變 整體運(yùn)動(dòng)速度越大 其內(nèi)能越大C 氣體被壓縮時(shí) 內(nèi)能可能不變D 一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中 內(nèi)能一定增加 例1 答案 解析 分子可能個(gè)數(shù)不同 宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)沒(méi)有關(guān)系 根據(jù) C可知 如果等溫壓縮 則內(nèi)能不變 等壓膨脹 溫度增大 內(nèi)能一定增大 1 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體 下列說(shuō)法正確的是A 保持氣體的壓強(qiáng)不變 改變其體積 可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變B 保持氣體的壓強(qiáng)不變 改變其溫度 可以實(shí)現(xiàn)其內(nèi)能不變C 若氣體的溫度逐漸升高 則其壓強(qiáng)可以保持不變D 氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)E 當(dāng)氣體體積逐漸增大時(shí) 氣體的內(nèi)能一定減小 答案 解析 一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)系 溫度變化則其內(nèi)能一定變化 B項(xiàng)錯(cuò) 保持氣體的壓強(qiáng)不變 改變其體積 則其溫度一定改變 故內(nèi)能變化 A項(xiàng)錯(cuò)誤 氣體溫度升高的同時(shí) 若其體積也逐漸變大 由理想氣體狀態(tài)方程 C可知 則其壓強(qiáng)可以不變 C項(xiàng)正確 由熱力學(xué)第一定律 U Q W知 氣體溫度每升高1K所吸收的熱量Q與做功W有關(guān) 即與氣體經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān) D選項(xiàng)正確 當(dāng)氣體做等溫膨脹時(shí) 其內(nèi)能不變 E項(xiàng)錯(cuò) 故C D正確 2 2015 北京理綜 13 下列說(shuō)法正確的是A 物體放出熱量 其內(nèi)能一定減小B 物體對(duì)外做功 其內(nèi)能一定減小C 物體吸收熱量 同時(shí)對(duì)外做功 其內(nèi)能可能增加D 物體放出熱量 同時(shí)對(duì)外做功 其內(nèi)能可能不變 答案 解析 由 U W Q可知 A B選項(xiàng) 內(nèi)能改變有兩種方式 所以?xún)?nèi)能不一定減小 C選項(xiàng) 吸熱Q 0 同時(shí)對(duì)外做功W 0 W Q可正 可負(fù) 還可為0 所以?xún)?nèi)能可能增加 D選項(xiàng) 放熱Q 0 同時(shí)對(duì)外做功W 0 所以 U 0 即內(nèi)能一定減小 3 命題點(diǎn)二熱力學(xué)第二定律 1 熱力學(xué)第二定律的涵義 1 自發(fā)地 指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性 不需要借助外界提供能量的幫助 2 不產(chǎn)生其他影響 的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過(guò)程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成 對(duì)周?chē)h(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響 如吸熱 放熱 做功等 在產(chǎn)生其他影響的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 如氣體的等溫膨脹過(guò)程 2 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述 都揭示了大量分子參與的宏觀過(guò)程的方向性 進(jìn)而使人們認(rèn)識(shí)到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性 3 熱力學(xué)過(guò)程方向性實(shí)例 高溫物體低溫物體 低溫物體 功 熱 能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為 不能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為 氣體體積V1 氣體體積V2 較大 能自發(fā)膨脹到 不能自發(fā)收縮到 不同氣體A和B 混合氣體AB 能自發(fā)混合成 不能自發(fā)分離成 熱量Q能自發(fā)傳給 熱量Q不能自發(fā)傳給 4 熱力學(xué)第一 第二定律的比較 5 兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)的比較 2016 全國(guó) 卷 33 1 關(guān)于熱力學(xué)定律 下列說(shuō)法正確的是A 氣體吸熱后溫度一定升高B 對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C 理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱D 熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E 如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡 那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 例2 答案 3 根據(jù)熱力學(xué)定律 下列說(shuō)法正確的是A 電冰箱的工作表明 熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B 空調(diào)機(jī)在制冷過(guò)程中 從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C 科技的不斷進(jìn)步使得人類(lèi)有可能生產(chǎn)出從單一熱源吸熱全部用來(lái)對(duì)外做功而不引起其他變化的熱機(jī)D 即使沒(méi)有漏氣 摩擦 不必要的散熱等損失 熱機(jī)也不可以把燃料產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能E 對(duì)能源的過(guò)度消耗使自然界的能量不斷減少 形成 能源危機(jī) 答案 解析 違背熱力學(xué)第二定律 總能量守恒 4 關(guān)于熱力學(xué)定律 下列說(shuō)法正確的是A 熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體B 不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體C 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律D 氣體向真空膨脹的過(guò)程是不可逆過(guò)程E 功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是可逆過(guò)程 答案 4 命題點(diǎn)三熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合 解決熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合問(wèn)題的基本思路 2016 全國(guó) 卷 33 1 一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始 經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab bc cd da回到原狀態(tài) 其pT圖象如圖所示 其中對(duì)角線(xiàn)ac的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)O 下列判斷正確的是A 氣體在a c兩狀態(tài)的體積相等B 氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C 在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D 在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E 在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功 例3 答案 解析 分析 T不變 相等 T升高 大于 一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi) 如圖所示水平放置 活塞的質(zhì)量m 20kg 橫截面積S 100cm2 活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)但不漏氣 開(kāi)始使汽缸水平放置 活塞與汽缸底的距離L1 12cm 離汽缸口的距離L2 3cm 外界氣溫為27 大氣壓強(qiáng)為1 0 105Pa 將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開(kāi)口向上的豎直位置 待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱 使活塞上表面剛好與汽缸口相平 已知g 10m s2 求 1 此時(shí)氣體的溫度為多少 2 在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過(guò)程中 氣體膨脹對(duì)外做功 同時(shí)吸收Q 370J的熱量 則氣體增加的內(nèi)能 U多大 例4 答案 解析 分析 答案 450K 310J 2 當(dāng)汽缸口向上 未加熱穩(wěn)定時(shí) 由玻意耳定律得p0L1S p1LS加熱后 氣體做等壓變化 外界對(duì)氣體做功為W p0 L1 L2 L S mg L1 L2 L 60J根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U W Q得 U 310J 5 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A B C D A循環(huán) 該過(guò)程每個(gè)狀態(tài)視為平衡態(tài) 各狀態(tài)參數(shù)如圖所示 A狀態(tài)的壓強(qiáng)為1 105Pa 求 1 B狀態(tài)的溫度 答案 解析 A到B的過(guò)程中 壓強(qiáng)保持不變 代入數(shù)據(jù)解得TB 600K 600K 2 完成一次循環(huán) 氣體與外界熱交換的熱量 答案 解析 放熱150J A到B的過(guò)程中 W1 pA VB VA 解得W1 100JB到C的過(guò)程中 體積保持不變 解得pC 2 5 105PaC到D的過(guò)程中 W2 pC VB VA 解得W2 250JW W1 W2 150J理想氣體從A狀態(tài)完成一次循環(huán) 回到A狀態(tài) 始末溫度不變 所以?xún)?nèi)能不變 U W Q解得Q 150J故完成一次循環(huán) 氣體向外界放熱150J 6 如圖所示 用輕質(zhì)活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體 活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計(jì) 開(kāi)始時(shí)活塞距離汽缸底部高度H1 0 60m 氣體的溫度T1 300K 現(xiàn)給汽缸緩慢加熱至T2 480K 活塞緩慢上升到距離汽缸底部某一高度H2處 此過(guò)程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能 U 300J 已知大氣壓強(qiáng)p0 1 0 105Pa 活塞橫截面積S 5 0 10 3m2 求 1 活塞距離汽缸底部的高度H2 答案 解析 0 96m 氣體做等壓變化 解得H2 0 96m 2 此過(guò)程中缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q 答案 解析 在氣體膨脹的過(guò)程中 氣體對(duì)外做功為 W0 p0 V 1 0 105 0 96 0 60 5 0 10 3 J 180J根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化量為 U W0 Q得Q U W0 480J 480J 課時(shí)作業(yè) 5 1 在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)?然后密封進(jìn)行加壓測(cè)試 測(cè)試時(shí) 對(duì)包裝袋緩慢施加壓力 將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w 在加壓測(cè)試過(guò)程中 下列說(shuō)法中正確的是A 包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膲簭?qiáng)增大B 包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能不變C 包裝袋內(nèi)氮?dú)鈱?duì)外做功D 包裝袋內(nèi)氮?dú)夥懦鰺崃縀 包裝袋內(nèi)氮?dú)獾乃蟹肿舆\(yùn)動(dòng)速率都保持不變 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 下列說(shuō)法中正確的是A 物體速度增大 則分子動(dòng)能增大 內(nèi)能也增大B 一定質(zhì)量氣體的體積增大 但既不吸熱也不放熱 內(nèi)能減小C 相同質(zhì)量的兩種物體 提高相同的溫度 內(nèi)能的增量一定相同D 物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積都有關(guān)系E 凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 速度增大 不會(huì)改變物體的分子的動(dòng)能 故A錯(cuò)誤 體積增大時(shí) 氣體對(duì)外做功 不吸熱也不放熱時(shí) 內(nèi)能減小 故B正確 質(zhì)量相同 但物體的物質(zhì)的量不同 故溫度提高相同的溫度時(shí) 內(nèi)能的增量不一定相同 故C錯(cuò)誤 物體的內(nèi)能取決于物體的溫度和體積 故D正確 由熱力學(xué)第二定律可知 凡是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性 故E正確 1 2 3 4 5 6 7 8 3 根據(jù)你學(xué)過(guò)的熱學(xué)中的有關(guān)知識(shí) 判斷下列說(shuō)法中正確的是A 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)能也可以全部用來(lái)做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B 凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性 在熱傳遞中 熱量只能從高溫物體傳遞給低溫物體 而不能從低溫物體傳遞給高溫物體C 盡管科技不斷進(jìn)步 熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100 制冷機(jī)卻可以使溫度降到 293 D 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律 隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)可以制造出來(lái) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 而內(nèi)能在引起其他變化時(shí)也可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 A正確 凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都具有方向性 在熱傳遞中 熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體 也能從低溫物體傳遞給高溫物體 但必須借助外界的幫助 B錯(cuò)誤 盡管科技不斷進(jìn)步 熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100 制冷機(jī)也不能使溫度降到 293 只能無(wú)限接近 273 15 C錯(cuò)誤 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律 而是違背了熱力學(xué)第二定律 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制造出來(lái) D錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 4 關(guān)于兩類(lèi)永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律 下列說(shuō)法正確的是A 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C 由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能 熱傳遞也不一定改變內(nèi)能 但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D 由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的 從單一熱源吸收熱量 完全變成功也是可能的 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律 第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律 A B錯(cuò) 由熱力學(xué)第一定律可知W 0 Q 0 但 U W Q可以等于0 C錯(cuò) 由熱力學(xué)第二定律可知D中現(xiàn)象是可能的 但會(huì)引起其他變化 D對(duì) 1 2 3 4 5 6 7 8 5 2015 福建 29 2 如圖 一定質(zhì)量的理想氣體 由狀態(tài)a經(jīng)過(guò)ab過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過(guò)ac過(guò)程到達(dá)狀態(tài)c 設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為T(mén)b和Tc 在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac 則A Tb Tc Qab QacB Tb Tc Qab QacC Tb Tc Qab QacD Tb Tc Qab Qac 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 a b過(guò)程為等壓變化 由蓋 呂薩克定律得 得Tb 2Ta a c過(guò)程為等容變化 由查理定律得 得Tc 2Ta 所以Tb Tc 由熱力學(xué)第一定律 a b Wab Qab uaba c Wac Qac Uac又Wab 0 Wac 0 Uab Uac 0 則有Qab Qac 故C項(xiàng)正確 1 2 3 4 5 6 7 8 6 如圖所示 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B 再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C 已知狀態(tài)A的溫度為300K 1 求氣體在狀態(tài)B的溫度 答案 解析 由理想氣體的狀態(tài)方程解得氣體在狀態(tài)B的溫度TB 1200K 1200K 1 2 3 4 5 6 7 8 2 由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過(guò)程中 氣體是吸熱還是放熱 簡(jiǎn)要說(shuō)明理由 答案 解析 由B C 氣體做等容變化 由查理定律得 TC 600K氣體由B到C為等容變化 不做功 但溫度降低 內(nèi)能減小 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U W Q 可知?dú)怏w要放熱 放熱 理由見(jiàn)解析 1 2 3 4 5 6 7 8 7 如圖所示 體積為V 內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞 汽缸內(nèi)密封有溫度為2 4T0 壓強(qiáng)為1 2p0的理想氣體 p0與T0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度 已知 氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U T 為正的常量 容器內(nèi)氣體的所有變化過(guò)程都是緩慢的 求 1 汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1 答案 解析 見(jiàn)解析 1 2 3 4 5 6 7 8 在氣體由壓強(qiáng)p 1 2p0下降到p0的過(guò)程中 氣體體積不變 溫度由T 2 4T0變?yōu)門(mén)1 由查理定律得 解得T1 2T0在氣體溫度由T1變?yōu)門(mén)0過(guò)程中 體積由V減小到V1 氣體壓強(qiáng)不變 由蓋 呂薩克定律得 1 2 3 4 5 6 7 8 2 在活塞下降過(guò)程中 汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q 答案 解析 見(jiàn)解析 在活塞下降過(guò)程中 活塞對(duì)氣體做的功為W p0 V V1 在這一過(guò)程中 氣體內(nèi)能的減少為 U T1 T0 由熱力學(xué)第一定律得 汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為Q W U解得Q p0V T0 1 2 3 4 5 6 7 8 8 如圖所示 一個(gè)絕熱的汽缸豎直放置 內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞 中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性能良好的隔板 隔板將汽缸分成兩部分 分別密封著兩部分理想氣體A和B 活塞的質(zhì)量為m 橫截面積為S 與隔板相距h 現(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體 當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí) 活塞上升了h 此時(shí)氣體的溫度為T(mén)1 已知大氣壓強(qiáng)為p0 重力加速度為g 1 加熱過(guò)程中 若A氣體內(nèi)能增加了 U1 求B氣體內(nèi)能增加量 U2 答案 解析 Q mg p0S h U1 1 2 3 4 5 6 7 8 B氣體對(duì)外做的功 W pSh p0S mg h由熱力學(xué)第一定律得 U1 U2 Q W解得 U2 Q mg p0S h U1 1 2 3 4 5 6 7 8 2 現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱 同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒 當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T(mén)2 求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量 m 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 停止對(duì)氣體加熱后 B氣體的初狀態(tài) p1 p0 V1 2hS T1 1 2 3 4 5 6 7 8