题目内容
16.将如图所示的装置的右端部分气缸B置于温度始终保持不变的环境中,绝热气缸A和导热气缸B均固定在地面上,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦,开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体,压强均为p0、体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体,使气缸A的温度升高到2T0,稳定后.求:(i)气缸A中气体的压强pA以及气缸B中气体的体积VB
(ii)试分析说明此过程中B中气体吸热还是放热?
分析 因为气缸B导热,所以B中气体始末状态温度相等,为等温变化;另外,因为是刚性杆连接的绝热活塞,所以A、B体积之和不变,即VB=2V0-VA,再根据气态方程,本题可解.
解答 解:(i)稳定后:PA=PB; VA+VB=2V0
对气体A:$\frac{{{P_0}{V_0}}}{T_0}=\frac{{{P_A}{V_A}}}{{2{T_0}}}$
对气体B:P0V0=PBVB
解得:${P_A}=\frac{3}{2}{P_0}$; ${V_B}=\frac{2}{3}{V_0}$
(ii)气体B温度不变,内能不变,活塞对B做正功,由热力学第一定律知气体B放出热量.
答:(i)气缸A中气体的压强${p}_{A}^{\;}$为$\frac{3}{2}{p}_{0}^{\;}$以及气缸B中气体的体积${V}_{B}^{\;}$为$\frac{2}{3}{V}_{0}^{\;}$
(ii)气体B温度不变,内能不变,活塞对B做正功,由热力学第一定律知气体B放出热量
点评 本题考查理想气体状态变化规律和关系,找出A、B部分气体状态的联系(即VB=2V0-VA)是关键.
练习册系列答案
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1.如图所示,MON是固定的光滑绝缘直角杆,MO沿水平方向,NO沿竖直方向,A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球.用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上,使两球均处于静止状态.现将A球向竖直杆方向缓慢拉动一小段距离后,A、B两小球可以重新平衡.则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较,下列说法正确的是( )
A. | A、B两小球间的库仑力变大,B球对NO杆的压力变大 | |
B. | A、B两小球间的库仑力变小,B球对NO杆的压力变小 | |
C. | A、B两小球间的库仑力变小,A球对MO杆的压力变小 | |
D. | A、B两小球间的库仑力变大,A球对MO杆的压力不变 |
5.“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日18时59分在西昌卫星中心发射升空,沿地月转移轨道直奔月球,6日在距月球表面100km的近月点P处,第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道I绕月飞行.这次减速只有一次机会,如果“刹车”力度不够,卫星会飞出月球的引力范围,不被月球捕获,从而不能环绕月球运动.如果刹车力度过大,卫星就可能撞上月球,其后果同样不堪设想.之后卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最后在距月球表面100km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动,整个过程的轨迹如图.下列说法中正确的( )
A. | 实施第一次“刹车”的过程,将使“嫦娥二号”损失的动能转化为势能,转化过程中机械能守恒 | |
B. | 第一次“刹车制动”如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功 | |
C. | 因经多次“刹车”,故卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道I上长 | |
D. | 卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度小于沿轨道I运动到P点时的加速度 |
3.从地面上竖直向上抛出一个物体A,同时在离地面某一高度有另一个物体B开始自由落下,两物体在空中同时到达同一高度时速率都为v,不计空气阻力,则( )
A. | 物体A上抛时的初速度和物体B落地时的速度大小相等,都是2v | |
B. | 物体A所能达到的高度恰好等于物体B下落时的高度 | |
C. | 物体A和物体B在空中运动的时间相同 | |
D. | 物体A和物体B在整个运动过程中的平均速度相同 |