如图甲所示,质量为m = 2 kg的绝热活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口直立圆筒形绝热的汽缸中,活塞横截面积
,可沿汽缸无摩擦滑动且不漏气,开始活塞处于A位置时汽缸内气体的内能为
,现通过电热丝缓慢加热气体,直到活塞缓慢到达位置B,在此过程中,缸内气体的V − T图像如图乙所示。已知大气压
,g取10 m/s2,一定质量理想气体内能与其热力学温度成正比,求:
①汽缸内气体的压强和活塞处于B位置时汽缸内气体的热力学温度;
②活塞由A位置缓慢到达B位置,汽缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c40300e2680dc868e9e84df3140fbc95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6922e7fb1d0bd609a5bb14dba95b5685.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7092b2e953e0359983553acc79efa27.png)
①汽缸内气体的压强和活塞处于B位置时汽缸内气体的热力学温度;
②活塞由A位置缓慢到达B位置,汽缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/14/2484716434661376/2485295929212929/STEM/99e00e74-b966-4d6e-abde-2aa3c2a167a4.png?resizew=276)
更新时间:2020-06-15 18:10:25
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,沿图示路径先后到达状态B和C。气体在状态A和
时的温度均为
。
(1)求气体在状态
时的温度
;
(2)求气体在状态
时的压强
;
(3)某同学经查阅资料得到如下信息:
Ⅰ.理想气体模型中气体分子可视为质点,分子间除了相互碰撞外,分子间无相互作用力。
Ⅱ.气体压强
源自气体分子与容器壁的碰撞,它与分子平均动能
的关系为
,其中
为容器中单位体积内气体的分子数。
Ⅲ.温度
是分子热运动平均动能的标志,即
,其中
为常量,
为分子热运动的平均动能。
请根据上述信息,从宏观与微观联系的角度,分析回答下列问题:
a.气体从状态
变化到状态
过程中的温度变化;
b.论证“一定质量的理想气体,
为定值”。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1eb4f5f608f3879a545e9e95858a8d26.png)
(1)求气体在状态
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b3961f5681dca061c2d5eccdfa1d6b7.png)
(2)求气体在状态
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17d7e52bdcb9e8e54d2faa871f95a4b5.png)
(3)某同学经查阅资料得到如下信息:
Ⅰ.理想气体模型中气体分子可视为质点,分子间除了相互碰撞外,分子间无相互作用力。
Ⅱ.气体压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1010846eeec6c9da29640f5aa3f8738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d8e619793720cddcecce2e01e2d2078.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5480b9a3e6ab9420bdbcf2af30bc6fc0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b6a24198bd04c29321ae5dc5a28fe421.png)
Ⅲ.温度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b68df477b3ee45ac0f725db00d465a1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/494e2a96b6f7f9cb38a4a8fdd4c08b4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d8e619793720cddcecce2e01e2d2078.png)
请根据上述信息,从宏观与微观联系的角度,分析回答下列问题:
a.气体从状态
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
b.论证“一定质量的理想气体,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/892f3b201c155561f2bab4b0e2f57ee9.png)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图为洗衣烘干机,其容积为
。现把湿衣服放进去,占了其一半的容积,关闭机门,启动电源开始烘干。下面两个排气口,能够把变成水蒸气的水和热气排出,同时使机内的气压与外界大气压一直保持相等。设研究的气体为开始烘干前封闭在机内的一定质量的理想气体,气温为
;当衣服烘干时因排水共排出了
的研究气体(忽略衣服体积变化)。
(1)烘干时研究的气体(包括机内和排出)的温度为多少?
(2)若电源输出的电能只有
被研究的气体吸收为热量而升温,且
的气体每升高
需要吸收热量
,则电源输出的电能约为多少
?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8043a9b1915d01dbd78461398413e6dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc0eeeb0dcb621b9824e35c26729910e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b65fa481b33601e25a1f0192e2c2716b.png)
(1)烘干时研究的气体(包括机内和排出)的温度为多少?
(2)若电源输出的电能只有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d960769a0d7509930ca19e8aeeb36814.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b65fa481b33601e25a1f0192e2c2716b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ccac4181d8a1fe89f03c89ca7c42fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c65de21c4d455074bc38e5ad634276f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1014476ec8ee6f9275aa9802066dc37.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/18/111a4e4a-3988-48f6-8b4e-7445560ebd40.png?resizew=99)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】科研人员设计如图所示模型进行实验,M、N为两个相同汽缸水平放置,左侧是底部,右侧是顶部,都是导热的,其余部分都绝热,汽缸左侧和右侧均有细管连通,右侧的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中分别有A、B两个绝热活塞(质量不计,厚度可忽略),活塞由不同的磁性材料制成,均受到左侧各自汽缸底部给予的平行于侧壁的恒定的磁力作用,磁力不交叉作用.开始时K关闭,M、N两汽缸内活塞左侧和N汽缸内活塞右侧充有理想气体,压强分别为p0和p0/3;A活塞在汽缸正中间,其右侧为真空;B活塞右侧气体体积为V0/4,两个活塞分别在磁力束缚下处于稳定状态(不计活塞与汽缸壁间的摩擦).求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/7df0691a-7823-4bce-b14a-c003ed7e9390.png?resizew=152)
(1)稳定状态下,A、B活塞受到的磁力FA、FB分别是多少?已知活塞面积均为S.
(2)现使两汽缸左侧与一恒温热源接触,平衡后A活塞向右移动至M汽缸最右端,且与顶部刚好没有接触,已知外界温度为T0.求恒温热源的温度T?
(3)完成(2)问过程后,打开K,经过一段时间,重新达到平衡后,求此时M汽缸中A活塞右侧气体的体积Vx.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/20/7df0691a-7823-4bce-b14a-c003ed7e9390.png?resizew=152)
(1)稳定状态下,A、B活塞受到的磁力FA、FB分别是多少?已知活塞面积均为S.
(2)现使两汽缸左侧与一恒温热源接触,平衡后A活塞向右移动至M汽缸最右端,且与顶部刚好没有接触,已知外界温度为T0.求恒温热源的温度T?
(3)完成(2)问过程后,打开K,经过一段时间,重新达到平衡后,求此时M汽缸中A活塞右侧气体的体积Vx.
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,内壁光滑的绝热气缸
,其底部由体积可忽略的细管连通,
上端与大气连通,
上端封闭。气缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞
,横截面积分别为
,高度都为
。两活塞下方充有氮气,活塞
上方充有氧气。轻质且不可伸长的细绳连接活塞
,绕过光滑的定滑轮与重物连接。当大气压为
,外界和气缸内气体温度均为7℃时系统处于静止状态,此时活塞
离气缸顶的距离为
,活塞
离气缸顶的距离为
。活塞
的质量为
,重物的质量和活塞
的质量均为
,整个过程不漏气,气体均可视为理想气体,重力加速度为
。
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞
恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(2)继续缓慢加热使活塞
上升,当活塞
上升
时,氧气的温度为47℃,求氧气的压强;
(3)已知气缸中氮气的内能为
(
为氮气温度,
为常数),求第(1)问过程中电阻丝的发热量
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7af7cfb18e6fa69e79d30e12ecebb7bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff4489d9b83072184c0e1d6b09be50ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea1e8babee63bfc889ae5a34632284bc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee3752badb526e6384afa9373ae9fa09.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc3c06d5d19c7c0e1cf8497263b70315.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad135b14c9dcd83eab6618d7694c7b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3606c4a853a6a34cb7f33bea81b15a1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8bdf8d20f6c913b800d23969842a3e49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8346ced59eb87a592fca47a82a146912.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5691183413667a82d9b0857618c73438.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a70d11d20936087a0e71d59247370334.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad135b14c9dcd83eab6618d7694c7b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64fb3ef3b8e0f0aaa5c8f7c1df89d36e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/276509f01529d982ab21e479a4619268.png)
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
(2)继续缓慢加热使活塞
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad135b14c9dcd83eab6618d7694c7b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad135b14c9dcd83eab6618d7694c7b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41d524e0c2df66e9b7ded78b0450717f.png)
(3)已知气缸中氮气的内能为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a4170f22d55ffc3ef88b6a2e5a01574.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b68df477b3ee45ac0f725db00d465a1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acc290b44635265137fdf13146b6a6d9.png)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,两汽缸A、B厚度均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通,A上端封闭,B上端与大气连通。两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热,两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞
,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气,连接活塞b的细绳绕过光滑的定滑轮与重物连接。当大气压为
、外界和汽缸内气体温度均为
系统平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的
,活塞b在汽缸正中间。重物与活塞a质量均为
,活塞a的横截面积为4S,b为轻活塞且横截面积为S,b缸体积为V,活塞
可在汽缸内无摩擦滑动,细绳不可伸长,整个过程不漏气且缸内气体可视为理想气体。
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(2)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度
时,求氧气压强;
(3)已知汽缸中氮气的内能为
(T为氮气温度,
为常数),求第(1)问过程中电阻丝的发热量Q。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/663a61ad241d5d874c9a9362f0ee917c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3606c4a853a6a34cb7f33bea81b15a1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/611dbedb0f76bd8d549f9821b7343def.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56d266a04f3dc7483eddbc26c5e487db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/075fc136c6d5d7ea0d4b4c68dfc90159.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/663a61ad241d5d874c9a9362f0ee917c.png)
(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(2)继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b8d1ca7682da10dc7f36e858593d51f.png)
(3)已知汽缸中氮气的内能为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a4170f22d55ffc3ef88b6a2e5a01574.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/23/2964502330261504/2964642953527296/STEM/8889c736-6b33-47c7-8222-ef03471f6650.png?resizew=250)
您最近一年使用:0次