题目内容

如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，活塞的横截面积为S。初始时,气体的温度为T0活塞的下表面与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞上升了h，已知大气压强为Po，重力加速度为h不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。（题中各物理量单位均为国际单位制单位）
解：封闭气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得 （2分）
此时气体的温度为     （1分）
气体在等压变化过程中，活塞受力如图所示

由平衡条件得   （1分）
气体对活塞做的功为   （2分）
由热力学第一定律得  （2分）
气体内能的增加量为   （1分）
略
练习册系列答案
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（9分）如图所示，一竖直放置的绝热气缸，内壁竖直， 顶部水平，并且顶部安装有体积可以忽略的电热丝，在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体，气体的温度为T0，绝热活塞的质量为m，横截面积为S0。若通过电热丝缓慢加热，使得绝热活塞由与气缸底部相距h的位置下滑至2h的位置，此过程中电热丝放出的热量为Q，已知外界大气压强为p0，重力加速度为g，并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用，求：

（i）在活塞下滑过程中，缸内气体温度的增加量△T；
（ii）在活塞下滑过程中，缸内气体内能的增加量△U。
一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105 J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，则：
(1)气体的内能是增加还是减少？其变化量的大小为多少焦耳？
(2)气体的分子势能是增加还是减少？
(3)分子平均动能如何变化？
(2010·江苏高考)(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体.下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是_____.

(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ的功.现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ的热量.在上述两个过程中，空气的内能共减小__________kJ，空气_______(选填“吸收”或“放出”)的总热量为_____kJ.
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为
1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1.若潜水员呼吸一次吸入2 L的空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字).
如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20cm，人用竖直向下的力F压活塞，使空气柱长度变为原来的一半，人对活塞做功10J，大气压强为P0＝1×105Pa，不计活塞的重力。问：

①若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？
②若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加多少？（活塞的横截面积S＝1cm2）
下列说法中正确的是：
A．随着技术进步，热机的效率可以达到100%；制冷机也可以使温度达到-2800C
B．物体吸收热量，其分子的平均动能可能减小
C．根据热力学第二定律，一切物理过程都具有方向性
D．一定质量的理想气体，先保持压强不变而膨胀，再进行绝热压缩，其内能必定增加
如图所示，一密闭气缸固定在地面上，内装有某种实际气体，气缸壁导热性能良好，活塞与气缸间摩擦不计。现已知气体分子间的作用力表示为斥力，则
A．如果保持外界温度不变，在活塞上加放物体，气体的内能将增加
B．如果保持外界温度不变，把活塞缓慢向上提，气体内能可能先减小后增加
C．保持活塞位置不变，使外界温度下降，气体的内能一定减小
D．如果外界温度上升，使得活塞缓慢上移，则气体的内能一定增加
下列现象中，哪些属于其他形式的能转化为内能（   ）
A．正在运转中的电风扇
B．电热器通电后温度升高
C．机械表的指针不停地运动
D．行驶中的汽车，在发动机关闭后，速度越来越小，最后停下来
如图所示，一椭球形且表面积不变的气囊内装有一定质量的理想气体，通过气囊能与外界大气迅速进行热交换．设外界大气的温度恒定A、B、C、D为气囊上的四点，现用两手指从A、B两端缓慢挤压气囊，仍保证A、B两端的距离比c、D两端的距离大，此过程中下列说法正确的是
 
A．外界对气体做功，气体的内能增加
B．气体对外界做功，气体的内能减少
C．气体对外界做功，同时吸收热量，气体的内能不变
D．气囊内气体的压强逐渐减小

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