20xx-20xx學(xué)年人教版高中物理選修3-3模塊檢測(cè)二(更新版)
【正文】 (2)在此過(guò)程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？ 答案 (1)h0＋ dh0T0 (2)Q－ (mg＋ p0S)d 解析 (1)取密閉氣體為研究對(duì)象 ，活塞上升過(guò)程為等壓變化，由蓋 — 呂薩克定律有 VV0＝ TT0得外界溫度 T＝ VV0T0＝ h0＋ dh0T0 (2)活塞上升的過(guò)程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功 W＝－ (mg＋ p0S)d，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能： Δ U＝ Q＋ W＝ Q－ (mg＋ p0S)d 15． (10分 )如圖 6所示，橫截面積 S＝ 10 cm2的活塞，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在豎直放置的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，開(kāi)始時(shí)活塞與汽缸底部距離 H＝ 30 ，待整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后．測(cè)得活塞與汽缸底部距離變?yōu)?h＝ 25 p0＝110 5Pa，不計(jì)活塞質(zhì)量及其與汽缸之間的摩擦，取 g＝ 10 m/： 圖 6 (1)所放重物的質(zhì)量； (2)在此過(guò)程中被封閉氣體與外界交換的熱量． 答案 (1)2 kg (2)放出 6 J熱量 解析 (1)封閉氣體發(fā)生等溫變化 氣體初狀態(tài)的壓強(qiáng)為 p1＝ 110 5Pa 氣體末狀態(tài)的壓強(qiáng)為 p2＝ p0＋ mgS 根據(jù)玻意耳定律得 p1HS＝ p2hS 解得： m＝ 2 kg (2)外 界對(duì)氣體做功 W＝ (p0S＋ mg)(H－ h) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律知 Δ U＝ W＋ Q＝ 0 解得 Q＝－ 6 J，即放出 6 J熱量． 16． (12分 )如圖 7所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) A變化到狀態(tài) B，再?gòu)臓顟B(tài) B變化到狀態(tài) A的溫度為 480 K．求： 圖 7 (1)氣體在狀態(tài) C的溫度； (2)試分析從狀態(tài) A變化到狀態(tài) B的整個(gè)過(guò)程中，氣體是從外界吸收熱量還是放出熱量． 答案 (1)160 K (2)見(jiàn)解析 解析 (1)A、 C兩狀態(tài)體積相等，則有 pATA＝ pCTC 得 TC＝ pCpATA＝ K＝ 160 K. (2)由理想氣體狀態(tài)方程得 pAVATA＝ pBVBTB 得 TB＝ pBVBpAVATA＝ 31 K＝ 480 K 由此可知 A、 B兩狀態(tài)溫度相同， A、 B兩狀態(tài)內(nèi)能相等，因 VBVA，從 A到 B氣體對(duì)外界做功．要使 A、 B兩狀態(tài)內(nèi)能不變，氣體必須從外界吸收熱量．
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