题目内容
【题目】如图所示的圆柱形汽缸固定于水平接触面上,内用活塞密封着一定质量的理想气体,已知汽缸的横截面积为S,活塞重为G,大气压强为P0。将活塞固定,使汽缸内气体温度升高1℃,气体需吸收的热量为Q1;如果让活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气;不计气体的重力),仍使汽缸内气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q2。
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(1)Q1和Q2哪个大些?简要说明理由。
(2)气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同?
(3)求在活塞可自由滑动时,汽缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h。
【答案】(1)定容过程,吸收的热量,用于增加气体的内能,
, 定压过程,吸收的热量,用于增加气体的内能和对外做功,
, 又
,则
(2)定容下的比热容
,定压下的比热容
,由(1)问知
,则
。
(3)![]()
【解析】
(1)定容过程,吸收的热量,用于增加气体的内能,![]()
定压过程,吸收的热量,用于增加气体的内能和对外做功,![]()
又因为
,则
;
(2)定容下的比热容
,定压下比热容![]()
由(1)可知,
,则
;
(3)气体对外做功,![]()
活塞向上移动的高度![]()
【题目】气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了研究动能与做功的关系,在水平气垫导轨上放置一个滑块,用橡皮筋对静止滑块做功。实验主要过程如下:
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(1)选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对滑块做功为W,用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时,橡皮筋对滑块做的功分别是2W、3W……;
(2)通过数字计时器,读出滑块被皮筋做功后获得的速度v1、v2、v3、……;
(3)做出W-v草图;
(4)分析W-v图像。如果W-v图像是一条直线,表明
∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝
等关系。一位同学记录下橡皮筋做功与速度的大小,该同学又算出了v2的数据,如下表所示。请在给出的坐标系中,描点作出图象。
功 |
|
|
1W | 0.66 | 0.43 |
2W | 0.94 | 0.88 |
3W | 1.13 | 1.27 |
4W | 1.31 | 1.73 |
5W | 1.45 | 2.09 |
由此实验可以得出:在初速度为0的条件下,__________与____________是成正比的。