3.(热学综合)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c,b、c状态温度相同,如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则     (填入选项前的字母,有填错的不得分)

A. Pb >Pc,Qab>Qac

B. Pb >Pc,Qab<Qac

C. Pb <Pc,Qab>Qac

D. Pb <Pc,Qab<Qac

答案:C

 (2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(i)第二次平衡时氮气的体积;

(ii)水的温度。

解:(i)考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为,体积为hS,末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P,由玻意耳定律得

        ①

活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1,体积为V;末态的压强为,体积为,则

         ②

              ③

由玻意耳定律得

          ④

(i i) 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和,末态体积为。设末态温度为T,由盖-吕萨克定律得

           ⑤

2.(热学综合)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法正确的是       。(填写选项前的字母)

   (A)气体分子间的作用力增大      (B)气体分子的平均速率增大

   (C)气体分子的平均动能减小      (D)气体组成的系统地熵增加

(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,则此过程中的气泡    (填“吸收”或“放出”)的热量是     J。气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了     J。

(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/,平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数,取气体分子的平均直径为,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留一位有效数字)。

解:(1)掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小,温度不变,由玻意尔定律知,上升过程中体积增大,微观上体现为分子间距增大,分子间引力减小,温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变,此过程为自发过程,故熵增大。D 项正确。

(2)本题从热力学第一定律入手,抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变,由热力学第一定律,物体对外做功0.6J,则一定同时从外界吸收热量0.6J,才能保证内能不变。而温度上升的过程,内能增加了0.2J。

(3)微观量的运算,注意从单位制检查运算结论,最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为,液体体积为,气体分子数, (或)

则  (或)

解得   (都算对)

 0  327780  327788  327794  327798  327804  327806  327810  327816  327818  327824  327830  327834  327836  327840  327846  327848  327854  327858  327860  327864  327866  327870  327872  327874  327875  327876  327878  327879  327880  327882  327884  327888  327890  327894  327896  327900  327906  327908  327914  327918  327920  327924  327930  327936  327938  327944  327948  327950  327956  327960  327966  327974  447090 

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