全國中學(xué)生物理競賽真題匯編(熱學(xué))

1、全國中學(xué)生物理競賽真題匯編-熱學(xué)1.（19Y4）四、（20分）如圖預(yù)19-4所示，三個(gè)絕熱的、容積相同的球狀容器A、B、C，用帶有閥門K1、K2的絕熱細(xì)管連通，相鄰兩球球心的高度差初始時(shí)，閥門是關(guān)閉的，A中裝有1mol的氦（He）,B中裝有1mol的氪（Kr）,C中裝有l(wèi)mol的氙（Xe），三者的溫度和壓強(qiáng)都相同氣體均可視為理想氣體現(xiàn)打開閥門K1、K2，三種氣體相互混合，最終每一種氣體在整個(gè)容器中均勻分布，三個(gè)容器中氣體的溫度相同求氣體溫度的改變量已知三種氣體的摩爾質(zhì)量分別為在體積不變時(shí)，這三種氣體任何一種每摩爾溫度升高1K，所吸收的熱量均為 ，為普適氣體常量2（20Y3）（20分）在野外施工

2、中，需要使質(zhì)量m4.20 kg的鋁合金構(gòu)件升溫；除了保溫瓶中尚存有溫度t90.0ºC的1.200kg的熱水外，無其他熱源。試提出一個(gè)操作方案，能利用這些熱水使構(gòu)件從溫度t010.0ºC升溫到66.0ºC以上(含66.0ºC)，并通過計(jì)算驗(yàn)證你的方案 已知鋁合金的比熱容c0.880×103J·(kg·ºC)1， 水的比熱容c4.20×103J·(kg·ºC)1，不計(jì)向周圍環(huán)境散失的熱量 3（22Y6）(25分)如圖所示。兩根位于同一水平面內(nèi)的平行的直長金屬導(dǎo)軌，處于恒定磁場中。

3、磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直一質(zhì)量為m的均勻?qū)w細(xì)桿，放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，細(xì)桿與導(dǎo)軌的電阻均可忽略不計(jì)導(dǎo)軌的左端與一根阻值為尺0的電阻絲相連，電阻絲置于一絕熱容器中，電阻絲的熱容量不計(jì)容器與一水平放置的開口細(xì)管相通，細(xì)管內(nèi)有一截面為S的小液柱(質(zhì)量不計(jì))，液柱將l mol氣體(可視為理想氣體)封閉在容器中已知溫度升高1 K時(shí)，該氣體的內(nèi)能的增加量為5R2(R為普適氣體常量)，大氣壓強(qiáng)為po，現(xiàn)令細(xì)桿沿導(dǎo)軌方向以初速V0向右運(yùn)動(dòng)，試求達(dá)到平衡時(shí)細(xì)管中液柱的位移4（16F1）20分）一汽缸的初始體積為，其中盛有的空氣和少量的水（水的體積可以忽略）。平衡時(shí)氣體的總壓強(qiáng)是，經(jīng)

4、做等溫膨脹后使其體積加倍，在膨脹結(jié)束時(shí)，其中的水剛好全部消失，此時(shí)的總壓強(qiáng)為。若讓其繼續(xù)作等溫膨脹，使體積再次加倍。試計(jì)算此時(shí)：1.汽缸中氣體的溫度； 2.汽缸中水蒸氣的摩爾數(shù)； 3.汽缸中氣體的總壓強(qiáng)。 假定空氣和水蒸氣均可以當(dāng)作理想氣體處理。 5（17F1）在一大水銀槽中豎直插有一根玻璃管，管上端封閉，下端開口已知槽中水銀液面以上的那部分玻璃管的長度76，管內(nèi)封閉有10×103的空氣，保持水銀槽與玻璃管都不動(dòng)而設(shè)法使玻璃管內(nèi)空氣的溫度緩慢地降低10，問在此過程中管內(nèi)空氣放出的熱量為多少?已知管外大氣的壓強(qiáng)為76，每摩爾空氣的內(nèi)能，其中為絕對(duì)溫度，常量205·（·

5、;）1，普適氣體常量831·（·）1 6（18F2）(22分)正確使用壓力鍋的方法是：將己蓋好密封鍋蓋的壓力鍋(如圖復(fù)18-2-1)加熱，當(dāng)鍋內(nèi)水沸騰時(shí)再加蓋壓力閥S，此時(shí)可以認(rèn)為鍋內(nèi)只有水的飽和蒸氣，空氣己全部排除然后繼續(xù)加熱，直到壓力閥被鍋內(nèi)的水蒸氣頂起時(shí)，鍋內(nèi)即已達(dá)到預(yù)期溫度(即設(shè)計(jì)時(shí)希望達(dá)到的溫度)，現(xiàn)有一壓力鍋，在海平面處加熱能達(dá)到的預(yù)期溫度為120某人在海拔5000m的高山上使用此壓力鍋，鍋內(nèi)有足量的水1若不加蓋壓力閥，鍋內(nèi)水的溫度最高可達(dá)多少？2若按正確方法使用壓力鍋，鍋內(nèi)水的溫度最高可達(dá)多少？3若未按正確方法使用壓力鍋，即蓋好密封鍋蓋一段時(shí)間后，在點(diǎn)火前就加

6、上壓力閥。此時(shí)水溫為27，那么加熱到壓力閥剛被頂起時(shí)，鍋內(nèi)水的溫度是多少？若繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)水的溫度最高可達(dá)多少？假設(shè)空氣不溶于水已知：水的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系圖線如圖復(fù)18-2-2所示大氣壓強(qiáng)與高度的關(guān)系的簡化圖線如圖復(fù)18-2-3所示時(shí)；處7（19F1）（20分）某甲設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖復(fù)19-1所示的“自動(dòng)噴泉”裝置，其中A、B、C為三個(gè)容器，D、E、F為三根細(xì)管。管栓K是關(guān)閉的。A、B、C及細(xì)管均盛有水，容器水面的高度差分別為h1和h2 ，如圖所示。A、B、C的截面半徑為12cm ，D的半徑為0.2cm .甲向同伴乙說：“我若擰開管栓K ，會(huì)有水從細(xì)管口噴出?！币艺J(rèn)為不可能。理由是：“低處的

7、水自動(dòng)走向高處，能量從哪兒來？”甲當(dāng)即擰開K ，果然見到有水噴出，乙啞口無言，但不能明白自己的錯(cuò)誤何在。甲又進(jìn)一步演示。在擰開管栓K前，先將噴管D的上端加長到足夠長，然后擰開K ，管中水面即上升，最后水面靜止于某個(gè)高度。1論擰開K后水柱上升的原因。2當(dāng)D管上端足夠長時(shí)，求擰開K后D中靜止水面與A中水面的高度差。3論證水柱上升所需的能量來源。 8。（19F4）18分）有人設(shè)計(jì)了下述裝置用以測量線圈的自感系數(shù)。在圖復(fù)19-4-1中，E為可調(diào)的直流電源，K為電鍵，L為待測線圈的自感系數(shù)，rL為線圈的直流電阻，D為理想二極管，r為用電阻絲做成的電阻器，A為電流表。將圖復(fù)19-4-1中a、b之間的電阻絲

8、裝進(jìn)圖復(fù)19-4-2中，其它裝置見圖下說明。其中注射器筒5和試管1組成的密閉容器內(nèi)裝有某種氣體（可視為理想氣體），通過活塞6的上下移動(dòng)可調(diào)節(jié)毛細(xì)管8中有色液柱的初始位置，調(diào)節(jié)后將閥門10關(guān)閉，使兩邊氣體隔開。毛細(xì)管8的內(nèi)直徑為d 。已知在壓強(qiáng)不變的條件下每摩爾試管中的氣體溫度升高1K時(shí)，需要吸收熱量為CP ，大氣壓強(qiáng)為p 。設(shè)試管、三通管、注射器和毛細(xì)管皆為絕熱的，電阻絲的熱容不計(jì)。當(dāng)接通電鍵K后，線圈L中將產(chǎn)生磁場，已知線圈中儲(chǔ)存的磁場能量W = LI2 ，I為通過線圈的電流，其值可通過電流表A測量。現(xiàn)利用此裝置及合理的步驟測量線圈的自感系數(shù)L 。1簡要寫出此實(shí)驗(yàn)的步驟。2用題中所給出的各已

9、知量（r 、rL 、CP 、p 、d等）及直接測量的量導(dǎo)出L的表達(dá)式。9（20F2）（15分）U形管的兩支管 A、B和水平管C都是由內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管做成的，它們的內(nèi)徑與管長相比都可忽略不計(jì)己知三部分的截面積分別為 cm2，cm2，cm2，在 C管中有一段空氣柱，兩側(cè)被水銀封閉當(dāng)溫度為時(shí)，空氣柱長為30 cm（如圖所示），C中氣柱兩側(cè)的水銀柱長分別為 2.0cm，3.0cm，A、B兩支管都很長，其中的水銀柱高均為12 cm大氣壓強(qiáng)保持為 76 cmHg不變不考慮溫度變化時(shí)管和水銀的熱膨脹試求氣柱中空氣溫度緩慢升高到 97時(shí)空氣的體積 10（21F1）K3K2P1 V1 CCP0 V0EFGIH

10、K1（20分)薄膜材料氣密性能的優(yōu)劣常用其透氣系數(shù)來加以評(píng)判對(duì)于均勻薄膜材料，在一定溫度下，某種氣體通過薄膜滲透過的氣體分子數(shù)，其中t為滲透持續(xù)時(shí)間，S為薄膜的面積，d為薄膜的厚度，為薄膜兩側(cè)氣體的壓強(qiáng)差k稱為該薄膜材料在該溫度下對(duì)該氣體的透氣系數(shù)透氣系數(shù)愈小，材料的氣密性能愈好圖為測定薄膜材料對(duì)空氣的透氣系數(shù)的一種實(shí)驗(yàn)裝置示意圖EFGI為滲透室，U形管左管上端與滲透室相通，右管上端封閉；U形管內(nèi)橫截面積A0.150cm2實(shí)驗(yàn)中，首先測得薄膜的厚度d =0.66mm，再將薄膜固定于圖中處，從而把滲透室分為上下兩部分，上面部分的容積，下面部分連同U形管左管水面以上部分的總?cè)莘e為V1，薄膜能夠透氣

11、的面積S =1.00cm2打開開關(guān)K1、K2與大氣相通，大氣的壓強(qiáng)P11.00atm，此時(shí)U形管右管中氣柱長度，關(guān)閉K1、K2后，打開開關(guān)K3，對(duì)滲透室上部分迅速充氣至氣體壓強(qiáng)，關(guān)閉K3并開始計(jì)時(shí)兩小時(shí)后， U形管左管中的水面高度下降了實(shí)驗(yàn)過程中，始終保持溫度為求該薄膜材料在時(shí)對(duì)空氣的透氣系數(shù)（本實(shí)驗(yàn)中由于薄膜兩側(cè)的壓強(qiáng)差在實(shí)驗(yàn)過程中不能保持恒定，在壓強(qiáng)差變化不太大的情況下，可用計(jì)時(shí)開始時(shí)的壓強(qiáng)差和計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)的壓強(qiáng)差的平均值來代替公式中的普適氣體常量R = 8.31Jmol-1K-1，1.00atm = 1.013×105Pa）11（22F3）(22分) 如圖所示，水平放置的橫截面積

12、為S的帶有活塞的圓筒形絕熱容器中盛有1mol 的理想氣體其內(nèi)能，C為已知常量，T為熱力學(xué)溫度器壁和活塞之間不漏氣且存在摩擦，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等且皆為F圖中r為電阻絲，通電時(shí)可對(duì)氣體緩慢加熱起始時(shí)，氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)p0相等，氣體的溫度為T0現(xiàn)開始對(duì)r通電，已知當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做功所產(chǎn)生熱量的一半被容器中的氣體吸收若用Q表示氣體從電阻絲吸收的熱量，T表示氣體的溫度，試以T為縱坐標(biāo)，Q為橫坐標(biāo)，畫出在Q不斷增加的過程中T和Q的關(guān)系圖線并在圖中用題給的已知量及普適氣體常量R標(biāo)出反映圖線特征的各量（不要求寫出推導(dǎo)過程）p0r12（23F3）23分）有一帶活塞的氣缸，如圖1所示。缸內(nèi)

13、盛有一定質(zhì)量的氣體。缸內(nèi)還有一可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片，轉(zhuǎn)軸伸到氣缸外，外界可使軸和葉片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片和軸以及氣缸壁和活塞都是絕熱的，它們的熱容量都不計(jì)。軸穿過氣缸處不漏氣。 如果葉片和軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，而令活塞緩慢移動(dòng)，則在這種過程中，由實(shí)驗(yàn)測得，氣體的壓強(qiáng)和體積遵從以下的過程方程式 其中,均為常量, 1（其值已知）?？梢杂缮鲜綄?dǎo)出，在此過程中外界對(duì)氣體做的功為 式中和,分別表示末態(tài)和初態(tài)的體積。如果保持活塞固定不動(dòng)，而使葉片以角速度做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知在這種過程中，氣體的壓強(qiáng)的改變量和經(jīng)過的時(shí)間遵從以下的關(guān)系式 式中為氣體的體積，表示氣體對(duì)葉片阻力的力矩的大小。上面并沒有說氣體是理想氣體，現(xiàn)要求你不用理想氣

14、體的狀態(tài)方程和理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)的知識(shí)，求出圖2中氣體原來所處的狀態(tài)與另一已知狀態(tài)之間的內(nèi)能之差（結(jié)果要用狀態(tài)、的壓強(qiáng)、和體積、及常量表示）13（24F3）（20分）如圖所示，一容器左側(cè)裝有活門，右側(cè)裝有活塞B，一厚度可以忽略的隔板M將容器隔成a、b兩室，M上裝有活門。容器、隔板、活塞及活門都是絕熱的。隔板和活塞可用銷釘固定，拔掉銷釘即可在容器內(nèi)左右平移，移動(dòng)時(shí)不受摩擦作用且不漏氣。整個(gè)容器置于壓強(qiáng)為P0、溫度為T0的大氣中。初始時(shí)將活塞B用銷釘固定在圖示的位置，隔板M固定在容器PQ處，使a、b兩室體積都等于V0；、關(guān)閉。此時(shí)，b室真空，a室裝有一定量的空氣（容器內(nèi)外氣體種類相同，且均

15、可視為理想氣體），其壓強(qiáng)為4P0/5，溫度為T0。已知1mol空氣溫度升高1K時(shí)內(nèi)能的增量為CV，普適氣體常量為R。H1.現(xiàn)在打開，待容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等時(shí)迅速關(guān)閉（假定此過程中處在容器內(nèi)的氣體與處在容器外的氣體之間無熱量交換），求達(dá)到平衡時(shí)，a室中氣體的溫度。2.接著打開，待a、b兩室中氣體達(dá)到平衡后，關(guān)閉。拔掉所有銷釘，緩慢推動(dòng)活塞B直至到過容器的PQ位置。求在推動(dòng)活塞過程中，隔板對(duì)a室氣體所作的功。已知在推動(dòng)活塞過程中，氣體的壓強(qiáng)P與體積V之間的關(guān)系為恒量。14（25F4）（20分）圖示為低溫工程中常用的一種氣體、蒸氣壓聯(lián)合溫度計(jì)的原理示意圖，M為指針壓力表，以VM表示其中可以容納氣體的容積

16、；B為測溫飽，處在待測溫度的環(huán)境中，以VB表示其體積；E為貯氣容器，以VE表示其體積；F為閥門。M、E、B由體積可忽略的毛細(xì)血管連接。在M、E、B均處在室溫T0=300K時(shí)充以壓強(qiáng)的氫氣。假設(shè)氫的飽和蒸氣仍遵從理想氣體狀態(tài)方程?，F(xiàn)考察以下各問題：1、關(guān)閉閥門F，使E與溫度計(jì)的其他部分隔斷，于是M、B構(gòu)成一簡易的氣體溫度計(jì)，用它可測量25K以上的溫度， 這時(shí)B中的氫氣始終處在氣態(tài)，M處在室溫中。試導(dǎo)出B處的溫度T和壓力表顯示的壓強(qiáng)p的關(guān)系。除題中給出的室溫T0時(shí)B中氫氣的壓強(qiáng)P0外，理論上至少還需要測量幾個(gè)已知溫度下的壓強(qiáng)才能定量確定T與p之間的關(guān)系？2、開啟閥門F，使M、E、B連通，構(gòu)成一用于

17、測量2025K溫度區(qū)間的低溫的蒸氣壓溫度計(jì)，此時(shí)壓力表M測出的是液態(tài)氫的飽和蒸氣壓。由于飽和蒸氣壓與溫度有靈敏的依賴關(guān)系，知道了氫的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系，通過測量氫的飽和蒸氣壓，就可相當(dāng)準(zhǔn)確地確定這一溫區(qū)的溫度。在設(shè)計(jì)溫度計(jì)時(shí)，要保證當(dāng)B處于溫度低于時(shí)，B中一定要有液態(tài)氫存在，而當(dāng)溫度高于時(shí)，B中無液態(tài)氫。到達(dá)到這一目的，與VB間應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？已知時(shí)，液態(tài)氫的飽和蒸氣壓。3、已知室溫下壓強(qiáng)的氫氣體積是同質(zhì)量的液態(tài)氫體積的800倍，試論證蒸氣壓溫度計(jì)中的液態(tài)氣不會(huì)溢出測溫泡B。15（25F7）20分）在地面上方垂直于太陽光的入射方向，放置一半徑R=0.10m、焦距f=0.50m的薄凸透鏡，

18、在薄透鏡下方的焦面上放置一黑色薄圓盤（圓盤中心與透鏡焦點(diǎn)重合），于是可以在黑色圓盤上形成太陽的像。已知黑色圓盤的半徑是太陽像的半徑的兩倍。圓盤的導(dǎo)熱性極好，圓盤與地面之間的距離較大。設(shè)太陽向外輻射的能量遵從斯特藩玻爾茲曼定律：在單位時(shí)間內(nèi)在其單位表面積上向外輻射的能量為，式中為斯特藩玻爾茲曼常量，T為輻射體表面的的絕對(duì)溫度。對(duì)太而言，取其溫度。大氣對(duì)太陽能的吸收率為。又設(shè)黑色圓盤對(duì)射到其上的太陽能全部吸收，同時(shí)圓盤也按斯特藩玻爾茲曼定律向外輻射能量。如果不考慮空氣的對(duì)流，也不考慮雜散光的影響，試問薄圓盤到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)可能達(dá)到的最高溫度為多少攝氏度？16（24J3）如圖所示，在一個(gè)豎直放置的封閉

19、的高為H 、內(nèi)壁橫截面積為S的絕熱氣缸內(nèi)，有一質(zhì)量為m的絕熱活塞A把缸內(nèi)分成上、下兩部分活塞可在缸內(nèi)貼缸壁無摩擦地上下滑動(dòng)缸內(nèi)頂部與A之間串聯(lián)著兩個(gè)勁度系數(shù)分別為k1和k2（k1k2）的輕質(zhì)彈簧A的上方為真空；A的下方盛有一定質(zhì)量的理想氣體已知系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，A所在處的高度（其下表面與缸內(nèi)底部的距離）與兩彈簧總共的壓縮量相等皆為h1 = H / 4 現(xiàn)給電爐絲R通電流對(duì)氣體加熱，使A從高度h1開始上升，停止加熱后系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)活塞的高度為h2 = 3H / 4 求此過程中氣體吸收的熱量Q 已知當(dāng)體積不變時(shí)，每摩爾該氣體溫度每升高1 K吸收的熱量為3R / 2 ，R為普適氣體恒量在整個(gè)過程中假

20、設(shè)彈簧始終遵從胡克定律17（25J3）（15分）制冷機(jī)是通過外界對(duì)機(jī)器做功，把從低溫吸取的熱量連同外界對(duì)機(jī)器做功得到的能量一起送到高溫處的機(jī)器。它能使低溫處的溫度降低，高溫處的溫度升高。已知當(dāng)制冷機(jī)工作在絕對(duì)溫度為的高溫處和絕對(duì)溫度為的低溫處之間時(shí)，若制冷機(jī)從低溫處吸取的熱量為Q,外界對(duì)制冷機(jī)做的功為W，則有式中等號(hào)對(duì)應(yīng)于理論上的理想情況。 某制冷機(jī)在冬天作熱泵使用（即取暖空調(diào)機(jī)），在室外溫度為-5.00°C的情況下，使某房間內(nèi)的溫度保持在20. 00°C。由于室內(nèi)溫度高于室外，故將有熱量從室內(nèi)傳遞到室外。本題只考慮傳導(dǎo)方式的傳熱，它服從以下的規(guī)律：設(shè)一塊導(dǎo)熱層，其厚度為l

21、，面積為S,兩側(cè)溫度差的大小為 ，則單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)熱層由高溫處傳導(dǎo)到低溫處的熱量為 其中為導(dǎo)熱率，取決于導(dǎo)熱層材料的性質(zhì)。 1.假設(shè)該房間向外散熱是由面向室外的面積為、厚度為的玻璃引起的，已知該玻璃的導(dǎo)熱率為，電費(fèi)為每度0.50元，試求在理想情況下該熱泵工作12小時(shí)需要多少度電？2. 若將上述玻璃板換為“雙層玻璃板”，兩層玻璃的厚度均為2.00mm，玻璃板之間夾有厚度為的空氣層，假設(shè)空氣的導(dǎo)熱率為，電費(fèi)仍為每度0.50元，若該熱泵仍然工作12小時(shí)，問這時(shí)的電費(fèi)比上一問單層玻璃情形節(jié)省多少？18（26J4）（10分）熱機(jī)和熱泵利用物質(zhì)熱力學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)相反功能：前者從高溫處吸熱，將部分熱量轉(zhuǎn)化為功

22、對(duì)外輸出，其余向低溫處放出；后者依靠外界輸入功，從低溫處吸熱，連同外界做功轉(zhuǎn)化成的熱量一起排向高溫處，按熱力學(xué)第二定律，無論熱機(jī)還是熱泵，若工作物質(zhì)循環(huán)過程中只與溫度為的兩個(gè)熱源接觸，則吸收的熱量滿足不等式，其中熱量可正可負(fù)，分別表示從熱源吸熱與向熱源放熱。 原供暖設(shè)備原本以溫度T0的鍋爐釋放的熱量向房間直接供暖，使室內(nèi)溫度保持恒溫T1,高于戶外溫度T2。為提高能源利用率，擬在利用原有能源的基礎(chǔ)上采用上述機(jī)器改進(jìn)供暖方案，與直接供暖相比，能耗下降的理論極限可達(dá)到多少？19（27J5）（15分）南極冰架崩裂形成一座巨型冰山，隨洋流漂近一個(gè)城市。有人設(shè)計(jì)了一個(gè)利用這座冰山來發(fā)電的方案，具體過程為：

23、先將環(huán)境中一定量的空氣裝入體積可變的容器，在保持壓強(qiáng)不變的條件下通過與冰山接觸容器內(nèi)空氣溫度降至冰山溫度；使容器脫離冰山，保持其體積不變，讓容器中的冰空氣從環(huán)境中吸收熱量，使其溫度升至環(huán)境溫度；在保持容器體積不變的情況下讓空氣從容器中噴出，帶動(dòng)發(fā)電裝置發(fā)電。如此重復(fù)，直至整座冰山融化。已知環(huán)境溫度，冰山的溫度為冰的熔點(diǎn)，可利用的冰山的質(zhì)量，為了估算可能獲得的電能，設(shè)計(jì)者做出的假設(shè)和利用的數(shù)據(jù)如下：1空氣可視為理想氣體。2冰的熔解熱；冰融化成溫度為的水之后即不再利用。3壓強(qiáng)為、體積為的空氣內(nèi)能。4容器與環(huán)境之間的熱傳導(dǎo)良好，可以保證噴氣過程中容器中空氣溫度不變。5噴氣過程可分解為一連串小過程，每

24、次噴出的氣體的體積都是，且遠(yuǎn)小于容器的體積。在每個(gè)小過程中，噴管中的氣體在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下加速，從而獲得一定動(dòng)能，從噴嘴噴出。不考慮噴出氣體在加速過程中體積的改變，并認(rèn)為在噴氣過程中容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)仍是均勻的，外壓強(qiáng)的大氣壓。6假設(shè)可能獲得的電能是總和的7當(dāng)時(shí)，。試根據(jù)設(shè)計(jì)者的假設(shè)，計(jì)算利用這座冰山可以獲得的電能。20（28J4）（15分）摩爾質(zhì)量為的某種理想氣體，從左向右流過一內(nèi)壁光滑的長直水平絕熱導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)橫截面的面積為。1摩爾絕對(duì)溫度為的該氣體的內(nèi)能為，式中為普適氣體常量。1將一加熱裝置固定放置在管的中部，以恒定功率給氣體加熱，如圖1所示。假設(shè)該裝置對(duì)氣流的阻力可忽略。當(dāng)氣流穩(wěn)定后，

25、在加熱裝置附近的狀態(tài)不均勻，但隨著與加熱裝置距離的增加而逐漸趨于均勻。在加熱裝置左邊均勻穩(wěn)流區(qū)域中，氣體的壓強(qiáng)為，溫度為，向右流動(dòng)的速度為。已知加熱裝置右邊均勻穩(wěn)流趨于中氣體的壓強(qiáng)為，試求該區(qū)域氣體的溫度。2現(xiàn)將管中的即熱裝置換成一多孔塞，如圖2所示。在氣流穩(wěn)定后，多孔塞左邊氣體的溫度和壓強(qiáng)分別和，向右流動(dòng)的速度為；多孔塞右邊氣體的壓強(qiáng)為（）。假設(shè)氣體在經(jīng)過多孔塞的過程中與多孔塞沒有任何形式的能量交換，求多孔塞右邊氣體的流速。21（29J6）22(24Y3) （ 25 分）如圖所示，絕熱的活塞 S 把一定質(zhì)量的稀薄氣體（可視為理想氣體）密封在水平放置的絕熱氣缸內(nèi)活塞可在氣缸內(nèi)無摩擦地滑動(dòng)氣缸左

26、端的電熱絲可通弱電流對(duì)氣缸內(nèi)氣體十分緩慢地加熱氣缸處在大氣中，大氣壓強(qiáng)為p0初始時(shí)，氣體的體積為 V0 、壓強(qiáng)為 p0已知 1 摩爾該氣體溫度升高1K 時(shí)其內(nèi)能的增量為一已知恒量。，求以下兩種過程中電熱絲傳給氣體的熱量 Ql 與 Q2之比 1 從初始狀態(tài)出發(fā)，保持活塞 S 位置固定，在電熱絲中通以弱電流，并持續(xù)一段時(shí)間，然后停止通電，待氣體達(dá)到熱平衡時(shí)，測得氣體的壓強(qiáng)為 pl . 2 仍從初始狀態(tài)出發(fā)，讓活塞處在自由狀態(tài)，在電熱絲中通以弱電流，也持續(xù)一段時(shí)間，然后停止通電，最后測得氣體的體積為V223.(26Y15) M1M2P0L1KL215（20分）圖中M1和M2是絕熱氣缸中的兩個(gè)活塞，用輕質(zhì)剛性細(xì)桿連結(jié)，活塞與氣缸壁的接觸是光滑的、不漏氣的，M1是導(dǎo)熱的，M2是絕熱的，且M2的橫截面積是M1的2倍。M1把一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸為L1部分，M1和M2把一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸的L2部分，M2的右側(cè)為大氣，大氣的壓強(qiáng)p0是恒定的。K是加熱L2中氣體用的電熱絲。初始時(shí)，兩個(gè)活塞和氣體都處在平衡狀態(tài)，分別以V10和V20表示L1和L2中氣體的體積?，F(xiàn)通過K對(duì)氣體緩慢加熱一段時(shí)間后停止加熱，讓氣體重新達(dá)到平衡太，這時(shí)，活塞未被氣缸壁擋住。加熱后與加熱前比，L1和L2中氣體的