题目内容
2.如图所示,上端开口的光滑圆柱形绝热气缸竖直放置,质量m=5kg,截面积S=50cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,在气缸内距缸底某处设有体积可忽略的卡坏a、b,使活塞只能向上滑动开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强等于大气压强,温度为300K.现通过内部电热丝级慢加热气缸内气体,直至活塞恰好离开 a、b.已知大气压强p0=1.0×105Pa(g取10m/s2):①求气缸内气体的温度;
②继续加热气缸内的气体,使活塞缓慢上升H=0.1m(活塞未滑出气缸),气体的内能的变化量为1 8J,则此过程中气体吸热还是放热?传递的热量是多少?
分析 ①开始缸内气体发生等容变化,根据查理定律即可求出活塞恰好离开a、b时气缸内气体的温度;
②活塞缓慢上升H的过程中,气缸内的气体发生等圧変化,求出膨胀对外做的功,根据热力学第一定律即可求解传递的热量;
解答 解:①气体的状态参量为:${T}_{1}^{\;}=300K$,${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}=1.0×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
对活塞由平衡条件得:${p}_{2}^{\;}S={p}_{0}^{\;}S+mg$
解得:${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}+\frac{mg}{S}$=$1.1×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
由查理定律得:$\frac{{p}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{{p}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$
解得:${T}_{2}^{\;}=330K$
②继续加热时,气体等圧変化,体积增大,则温度升高,内能增大,气体膨胀对外界做功
则外界对气体做功$W=-{p}_{2}^{\;}SH$=$-1.1×1{0}_{\;}^{5}×50×1{0}_{\;}^{-4}×0.1=-55J$
根据热力学第一定律△U=W+Q
气体吸收的热量Q=△U-W=18-(-55)=73J
答:①气缸内气体的温度330K;
②继续加热气缸内的气体,使活塞缓慢上升H=0.1m(活塞未滑出气缸),气体的内能的变化量为1 8J,则此过程中气体吸热,传递的热量是73J
点评 本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的应用,关键是确定气体发生何种状态变化的过程,选择合适的实验定律求解,在应用热力学第一定律时要注意符号法则.
练习册系列答案
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B. | 物体对左侧槽壁的压力等于零 | |
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B. | 圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 N | |
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D. | 圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上 |
14.运动员从O→B→C→D的过程中动能最大的位置在( )
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11.关于静电场,下列说法正确的是( )
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12.下列说法正确的是( )
A. | 原子中绕核运行的电子没有确定的轨道,在空间中各处出现的概率相同 | |
B. | 衰变中的β射线是原子核外电子高速运动形成的 | |
C. | 具有天然放射性的元素的半衰期不会因外界因素的变化而变化 | |
D. | 一个氘核(${\;}_{1}^{2}$H)与一个氚核(${\;}_{1}^{3}$H)聚变生成一个氦核(${\;}_{2}^{4}$He)的同时,放出一个质子 |