时间:2017-08-05 17:58:44
1、计算题 如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.
参考答案：(2)①
V ②p0V＋αT0
本题解析：①在气体由压强p＝1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T＝2.4T0变为T1.由查理定律得
①
在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变．由盖·吕萨克定律得
②?
V1＝V③
②在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W＝p0(V－V1)④
在这一过程中，气体内能的减少为ΔU＝α(T1－T0)⑤
由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为Q＝W＋ΔU⑥
由②③④⑤⑥式得Q＝p0V＋αT0⑦
本题难度：一般
2、计算题 （9分）如图所示p－V图中，一定质量的理想气体由状态A经过 ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J。
（i）ACB过程中气体的内能如何变化？变化了多少？
（ii）BDA过程中气体吸收还是放出多少热量？
参考答案：（i）气体内能的减少量为690J（ii）吸收热量490J
本题解析：①ACB过程中：气体对外做功，内能变化W1=-280J，
气体放出热量，内能变化 Q1=-410J
由热力学第一定律得内能变化：△U=W1+Q1=-690J
气体内能的减少量为690J。
②因为一定质量理想气体的内能只与温度有关，气体由状态A经过?ACB过程至状态B，又从状态B经BDA过程回到状态A，整个过程内能变化为0
从状态A经ACB过程到B内能减少690J，所以从状态B经BDA过程回到状态△U′=690J
由题意知外界对气体做功，内能变化W2=200J
由热力学第一定律△U′=W2+Q2
Q2=490J，即吸收热量490J。
本题难度：一般
3、简答题 有一导热气缸，缸内有一定质量的密封活塞，气缸内密封一部分稀薄气体，如图气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为L，现将气缸竖立起来，活塞缓慢下降，稳定后，活塞距离气缸底部的距离为
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参考答案：（1）气缸平放时，被封闭气体压强和体积分别为：P1=Pa，V1=LS ①
气缸竖直放置时，压强和体积为：P2=Pa+mgS，V2=23LS ②
由玻意耳定律：P1V1=P2V2 ③
联立①②③解得：m=PaS2g．
故活塞的质量为：m=PaS2g．
（2）气体等温变化，内能不变，活塞下降过程对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放热．
故气体放热，原因为：内能不变，活塞下降过程对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放热．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在-50℃以下．在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团．气团直径可达几千米，由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略．用气团理论解释高空气温很低的原因，可能是（ ）
A．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时大量对外放热，使气团自身温度降低
B．地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收大量热量，使周围温度降低
C．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减少，气团温度降低
D．地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低
参考答案：地面的气团上升到高空的过程中压强减小，气团膨胀，对外做功，W＜0．由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略，即Q=0．根据热力学第一定律△U=W+Q得知，△U＜0，内能减小，温度降低．
故选C
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 为焦耳实验装置简图,用绝热性良好的材料将容器包好.重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是 (? )?
?
A．这个装置可测定热功当量?
?
B．做功增加了水的热量?
?
C．做功增加了水的内能?
D．功和热量是完全等价的,无区别
参考答案：AC
本题解析：可通过重力做功与水温升高吸收的热量,测定热功当量,做功增加了水的内能,而热量只是热传递过程中内能改变的量度,所以做功与热量是不同的.?
本题难度：简单