11. (2013高考江苏物理第12A题)A。 [选修3-3](12分)

如图所示,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。 其中,和为等温过程,和为绝热过程(气体与外界无热量交换)。 这就是著名的“卡诺循环”。

(1)该循环过程中,下列说法正确的是___▲____。

(A)过程中,外界对气体做功

(B) 过程中,气体分子的平均动能增大

(C) 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

(D) 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化

(2)该循环过程中,内能减小的过程是___▲____ (选填“”、“”、“”或“”)。 若气体在过程中吸收63kJ 的热量,在过程中放出38kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_______ kJ。

(3)若该循环过程中的气体为1mol,气体在A状态时的体积为10L,在B状态时压强为A状态时的。 求气体在B状态时单位体积内的分子数。 (已知阿伏加德罗常数,计算结果保留一位有效数字)

 12A. (1)C(2)   25

(3)n=4×1025m-3。

解析:(1)根据过程为等温过程,内能不变,体积增大,气体对外界做功,选项A错误。为绝热过程,没有与外界热交换,体积增大,气体对外界做功,内能减小,所以过程中,气体分子的平均动能减小,选项B错误。为等温过程,过程中,体积减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确。为绝热过程,体积减小,外界对气体做功,气体温度升高,所以过程中,气体分子的速率分布曲线向速度大的移动,发生变化,选项D错误。

(2)该循环过程中,内能减小的过程是。由热力学第一定律,气体完成一次循环对外做的功为63kJ-38kJ=25kJ。

 (3)等温过程,单位体积内的分子数.

解得,代入数据得n=4×1025m-3。

 12.(2013全国新课标理综1第33题)(2) (9分)如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0。气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为p0和p0/3;左活塞在气缸正中间,其上方为真空; 右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为T0,不计活塞与气缸壁间的摩擦。求:

(i)恒温热源的温度T;

(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VX。

解析:(i)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方的气体经历等压过程,由盖·吕萨克定律得:

=,

解得:T=7 T0/5。

(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的质量大。打开K后,左活塞下降至某一位置,右活塞必须升至气缸顶,才能满足力学平衡条件。

气缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程。设左活塞上方气体压强为p,由玻意耳定律得:

pVx=·,

(p+p0)(2V0-Vx)= p0 ·V0

联立上述二式得: 6 Vx2 -V0Vx -V02=0

其解为:Vx =V0;

另一解Vx =-V0;不合题意,舍去。

 0  120753  120761  120767  120771  120777  120779  120783  120789  120791  120797  120803  120807  120809  120813  120819  120821  120827  120831  120833  120837  120839  120843  120845  120847  120848  120849  120851  120852  120853  120855  120857  120861  120863  120867  120869  120873  120879  120881  120887  120891  120893  120897  120903  120909  120911  120917  120921  120923  120929  120933  120939  120947  447090 

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