如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2.已知大气压强为p0,重力加速度为g,T1和T2均为热力学温度,不计活塞与汽缸的摩擦.求:
(1)活塞上升的高度;
(2)加热过程中气体的内能增加量.
(1)活塞上升的高度;
(2)加热过程中气体的内能增加量.
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更新时间:2018-07-30 09:50:14
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【推荐1】我国“天问一号”探测器成功着陆火星,使人类移居火星成为了可能。设想人们把一个汽缸带到了火星表面,如图所示,汽缸开口向上竖直放置,活塞的质量为,活塞横截面积为,活塞与汽缸间密闭了一定质量的火星气体(可以看作理想气体),汽缸导热性能良好,活塞与汽缸之间摩擦不计,且不漏气。当气温为时,活塞静止于距汽缸底部处;当火星表面该处气温达到最低气温时,活塞又下降了,重新静止。摄氏温度与热力学温度的关系为,取火星表面的重力加速度。
(1)火星表面该处的最低气温是多少摄氏度?
(2)当气温为时,让汽缸开口向下竖直静置,此时活塞静止于距汽缸底部处(未脱离汽缸),求汽缸所在处的大气压强。
(1)火星表面该处的最低气温是多少摄氏度?
(2)当气温为时,让汽缸开口向下竖直静置,此时活塞静止于距汽缸底部处(未脱离汽缸),求汽缸所在处的大气压强。
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【推荐2】如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中,活塞的面积为S,与汽缸底部相距L,汽缸和活塞绝热性能良好,气体的压强、温度与外界大气相同,分别为p0和T0。现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞缓慢向右移动距离L后停止,活塞与汽缸间的滑动摩擦为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程中气体吸收的热量为Q,求该过程中:
(1)内能的增加量∆U;
(2)最终温度T。
(1)内能的增加量∆U;
(2)最终温度T。
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名校
【推荐3】如图所示,体积为V0的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体,室温为T0=300K,外界大气压强等于p0。有一光滑导热活塞C(活塞密封性好且体积忽略不计)将容器分成A、B两室,其重力大小等于p0S(S为活塞横截面积)。开始时,B室的体积是A室的3倍,B室内气体压强为外界大气压的2倍,B室容器顶部连接有一阀门K,可与大气相通。
①将阀门K打开,待系统稳定后,求此时A室的体积;
②在①问的前提下,再将A室内的气体加热到900K,求此时A室中气体压强。
①将阀门K打开,待系统稳定后,求此时A室的体积;
②在①问的前提下,再将A室内的气体加热到900K,求此时A室中气体压强。
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【推荐1】某探究小组设计了一个报警装置原理如图,在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量m=10kg的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦地滑动。开始时活塞与容器底的距离,容器内密封气体处于状态A,温度为TA=300K。环境温度升高时容器内封闭气体被加热,活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度为TC=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压p0=1×105Pa,求气体:
(1)在状态B的温度;
(2)在状态C的压强;
(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
(1)在状态B的温度;
(2)在状态C的压强;
(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。
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名校
【推荐2】如图所示,固定在水平地面开口向上的圆柱形导热汽缸,用质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体,活塞可以在汽缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量M=3kg的物块连接。初始时,活塞与缸底的距离h0=40cm,缸内气体温度T1=300K,轻绳恰好处于伸直状态,且无拉力。已知大气压强p0=0.99×105Pa,活塞横截面积S=100cm2,忽略一切摩擦,重力加速度g=10m/s2。现使缸内气体温度缓慢下降,则:
(1)当物块恰好对地面无压力时,求缸内气体的温度T2;
(2)当缸内气体温度降至T3=261.9K时,求物块上升高度∆h;已知整个过程缸内气体内能减小121.2J,求其放出的热量Q。
(1)当物块恰好对地面无压力时,求缸内气体的温度T2;
(2)当缸内气体温度降至T3=261.9K时,求物块上升高度∆h;已知整个过程缸内气体内能减小121.2J,求其放出的热量Q。
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