高中物理 第十章 熱力學(xué)定律 專題10.6 熱力學(xué)定律與氣體的習(xí)題課課件 新人教選修33

1、熱力學(xué)定律基本思路基本思路 熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用例例1(2017河北冀州2月模擬)如圖4甲所示，橫截面積為S，質(zhì)量為M的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使其溫度從T1升高了T，氣柱的高度增加了L，吸收的熱量為Q.不計(jì)汽缸與活塞的摩擦，外界大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.求：(1)此加熱過程中氣體內(nèi)能增加了多少？圖4答案答案Q(p0SMg)L答案解析解析解析設(shè)缸內(nèi)氣體的溫度為T1時(shí)壓強(qiáng)為p1，活塞受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡，則有Mgp0Sp1S氣體膨脹對外界做功為Wp1SL根據(jù)熱力學(xué)第一定律有QWU聯(lián)立可得UQ(p0SMg)L(2)若

2、保持缸內(nèi)氣體溫度不變，再在活塞上放一砝碼，如圖乙所示，使缸內(nèi)氣體的體積又恢復(fù)到初始狀態(tài)，則所放砝碼的質(zhì)量為多少？答案解析解析解析設(shè)所放砝碼的質(zhì)量為m，缸內(nèi)氣體的溫度為T2時(shí)壓強(qiáng)為p2，活塞和砝碼整體受重力、大氣壓力和缸內(nèi)氣體的壓力作用而平衡，則有(Mm)gp0Sp2S變式變式1(2017廣東華南三校聯(lián)考)如圖5所示，汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體，活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口h50 cm，活塞面積S10 cm2，封閉氣體的體積為V11 500 cm3，溫度為0 ，大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa，重物重力G50 N，活塞重力及一切摩擦不計(jì).緩慢升高環(huán)境溫度，封閉氣體吸收了

3、Q60 J的熱量，使活塞剛好升到缸口.整個(gè)過程重物未觸地，求：(1)活塞剛好升到缸口時(shí)，氣體的溫度是多少？答案解析圖5答案答案364 K解析解析封閉氣體的初態(tài)：V11 500 cm3，T1273 K末態(tài)：V21 500 cm35010 cm32 000 cm3緩慢升高環(huán)境溫度，封閉氣體做等壓變化解得T2364 K(2)汽缸內(nèi)氣體對外界做多少功？答案解析答案答案25 J解析解析設(shè)封閉氣體做等壓變化時(shí)的壓強(qiáng)為p對活塞：p0SpSG汽缸內(nèi)氣體對外界做功WpSh解得W25 J(3)氣體內(nèi)能的變化量為多少？答案解析答案答案35 J解析解析由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量UQW得U35 J故汽缸內(nèi)的氣體內(nèi)能增加了35 J例例2 2016年江蘇高考年江蘇高考 (2016全國卷33(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點(diǎn)O.下列判斷正確的是A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E.