题目内容
【题目】如图1所示,在斯特林循环的P-V图象中,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成。
(1)B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示,则状态A对应的是_____(选填“①”或“②”)。
(2)在A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4 J和20 J;在B→C和C→D的过程中,气体吸收的热量分别为20 J和12 J,则气体完成一次循环对外界所做的功为_____J。
【答案】不变 ① 8 J
【解析】
(1)由图可知,图线BC与纵坐标平行,表示气体的体积不变,所以B→C的过程中,单位体积中的气体分子数目不变;
根据理想气体的状态方程:PV/T=C可知,气体的温度越高,压强与体积的乘积PV值越大,所以由图可知TD>TA;气体的分子的运动的统计规律:中间多,两头少;温度高,最可几速率向速度较大的方向移动;故T1<T2;因此状态A对应的是①.
(2)在气体完成一次循环后的内能与开始时是相等的,所以内能不变,即△U=0;由图可知,A→B和D→A的过程中,气体放出的热量分别为4J和20J.在B→C和C→D的过程中气体吸收的热量分别为20J和12J,则吸收的热量Q=QAB+QBC+QCD+QDA=-4+20+12-20=8J.由热力学第一定律得:△U=Q+W,所以W=-8J,所以气体完成一次循环对外做功是8J.
【题目】在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计.
(1)为了完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N) | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
伸长量 x(10-2 m) | 0.74 | 1.80 | 2.80 | 3.72 | 4.60 | 5.58 | 6.42 |
根据表中数据在作出F-x图象__________并求得该弹簧的劲度系数k=________N/m;
(2)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示______________;
(3)由图得到F合=________N.