20xx人教版高中物理選修3-3第十章熱力學(xué)定律章末檢測(cè)(參考版)
2024-12-02 20:04本頁(yè)面
【正文】 Δv 解得： W＝ 105J 由熱力學(xué)第一定律得，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化： ΔU＝ Q＋ W＝－ 105＋ 105J＝－ 2 104J 14.(12 分 )如圖 8 所示 ， 為一氣缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的 p－ V圖線 ， 當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài) a沿過程 a→ c→ b到達(dá)狀態(tài) b時(shí) ， 有 335J 熱量傳入系統(tǒng) ， 系統(tǒng)對(duì)外界做功 126J． 求 ： 圖 8 (1)若沿 a→ d→ b過程 ， 系統(tǒng)對(duì)外做功 42J， 則有多少熱量傳入系統(tǒng) ？ (2)若系統(tǒng)由狀態(tài) b沿曲線過程返回狀態(tài) a的過程中 ， 外界對(duì)系統(tǒng)做功 84J， 則系統(tǒng)是吸熱還是放熱 ？ 傳遞的熱量是多少 ？ 答案 (1)251J (2)放熱 293J 解析 (1)由熱力學(xué)第一定律可得 a→ c→ b過程系統(tǒng)增加的內(nèi)能 ΔU＝ W＋ Q＝ (－ 126＋ 335) J＝ 209J，由 a→ d→ b過程有 ΔU＝ W′ ＋ Q′ 得 Q′ ＝ ΔU－ W′ ＝ [209－ (－ 42)]J＝ 251J，為正，即有 251J 的熱量傳入系統(tǒng) ． (2)由題意知系統(tǒng)由 b→ a過程內(nèi)能的增量 ΔU′ ＝－ ΔU＝－ 209J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律有 Q″ ＝ ΔU′ － W″ ＝ (－ 209－ 84) J＝－ 293J 負(fù)號(hào)說明系統(tǒng)放出熱量，熱量傳遞為 293J. 15.(12 分 )如圖 9 所示 ， 一導(dǎo)熱氣缸放在水平面上 ， 其內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體 ． 活塞通過滑輪組與一重物連接 ， 并保持平衡 ． 已知?dú)飧赘叨葹?h， 開始活塞在氣缸中央 ， 初始溫度為 t攝氏度 ， 活塞面積為 S， 大氣壓強(qiáng)為 p0， 物體重力為 G， 活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì) ． 緩 慢升高環(huán)境溫度 ， 使活塞上升 Δx， 封閉氣體吸收了 Q的熱量 ． (活塞 、 氣缸底的厚度不計(jì) ，且氣缸始終未離開地面 )求 ： 圖 9 (1)環(huán)境溫度升高了多少度 ？ (2)氣體的內(nèi)能如何變化 ？ 變化了多少 ？ 答案 (1)2Δxh (＋ t) (2)氣體內(nèi)能增加 Q－ (p0S－ G)Δx 解析 (1)活塞緩慢移動(dòng)，任意時(shí)刻都處于平衡狀態(tài)，故氣體做等壓變化，由蓋 — 呂薩克定律可知： VT＝ΔVΔT，得 ΔT＝2Δxh (＋ t)． (2)設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為 p，由平衡條件得： pS＝ p0S－ G， 封閉氣體對(duì)外做功 W＝ pSΔx＝ (p0S－ G)Δx， 由熱力學(xué)第一定律得： ΔU＝ Q＋ (－ W)＝ Q－ (p0S－ G)Δx. 由于氣體的溫度升高，其內(nèi)能增加 ． 16． (14 分 )某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖 10 所示 ． 蓋好密封鍋蓋 ， 將壓力閥套在出氣孔上 ， 給壓力鍋加熱 ， 當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí) ， 氣體就把壓力閥頂起 ． 假定在壓力閥被頂起時(shí) ， 停止加熱 ． 圖 10 (1)假定在一次放氣過程中 ， 鍋內(nèi)氣體對(duì)壓力閥及外界做功 1J， 并向外界釋放了 2J 的熱量 ． 鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化 ？ 變化了多少 ？
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