2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題十三熱學(xué)熱點(diǎn)強(qiáng)化17理想氣體和熱力學(xué)定律的綜合分析計(jì)算課件

熱點(diǎn)強(qiáng)化17理想氣體和熱力學(xué)定律的綜合分析計(jì)算知識(shí)鞏固練1.一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個(gè)變化過程，TA＝300K，氣體從C→A的過程中做功為100J，同時(shí)吸熱250J，已知?dú)怏w的內(nèi)能與溫度成正比.求：(1)氣體處于C狀態(tài)時(shí)的溫度TC；(2)氣體處于C狀態(tài)時(shí)內(nèi)能EC.

(2)由氣體的內(nèi)能與溫度成正比.tA＝300

K，tC＝150

K，可知EA＝2EC.又C到A過程，氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，即有W＝－100

J，吸熱250

J，則有Q＝250

J，滿足EC－100

J＋250

J＝EA，聯(lián)立解得EC＝150

J，EA＝300

J.2.(2022年泉州模擬)一定質(zhì)量的理想氣體被一薄活塞封閉在導(dǎo)熱性能良好的汽缸內(nèi).活塞的質(zhì)量m＝20kg、面積S＝200cm2，活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)且不漏氣.開始時(shí)汽缸水平放置，如圖甲所示，活塞與汽缸底的距離L1＝22cm，離汽缸口的距離L0＝4cm.外界氣溫為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位罝，待穩(wěn)定后如圖乙所示，然后對(duì)缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，如圖丙所示，g取10m/s2.(1)求圖乙狀態(tài)下活塞與汽缸底部的距離L2；(2)在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對(duì)外做功，氣體增加的內(nèi)能ΔU＝368J，求該過程氣體吸收的熱量Q.

3.一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能跟溫度成正比.在初始狀態(tài)A時(shí)，體積為V0，壓強(qiáng)為p0，溫度為T0，已知此時(shí)其內(nèi)能為U0.該理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)由一系列變化，最終回到原來狀態(tài)A，其變化過程的p－T

圖線如圖所示，其中CA延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)，BA在同一豎直線上.求：(1)狀態(tài)B的體積；(2)狀態(tài)C的體積；(3)從狀態(tài)B經(jīng)由狀態(tài)C，最終回到狀態(tài)A的過程中，氣體與外界交換的熱量是多少?

(3)由狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，外界對(duì)氣體做的總功為W，從狀態(tài)B到狀態(tài)C，設(shè)外界對(duì)氣體做功為WBC，WBC＝p2(V1－V2)，聯(lián)立解得WBC＝－2p0V0.從狀態(tài)C回到狀態(tài)A，由圖線知為等容過程，外界對(duì)氣體不做功，所以W＝WBC＝－2p0V0；從狀態(tài)B經(jīng)狀態(tài)C回到狀態(tài)A，內(nèi)能增加量為ΔU＝0，氣體從外界吸收的熱量為Q，內(nèi)能增加量為ΔU，由熱力學(xué)第一定律得ΔU＝Q＋W，解得Q＝2p0V0，即氣體從外界吸收熱量2p0V0.4.如圖所示，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h＝50cm，活塞面積S＝10cm2，封閉氣體的體積為V1＝1500cm3，溫度為0℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，物體重力G＝50N，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Q＝60J的熱量，使活塞剛好升到缸口.求：(1)活塞剛好升到缸口時(shí)，氣體的溫度；(2)汽缸內(nèi)氣體對(duì)外界做的功；(3)氣體內(nèi)能的變化量.

5.如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S＝2cm2足夠長(zhǎng)的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中的部分足夠深).管中有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的光滑活塞，活塞下封閉著長(zhǎng)L＝21cm的氣柱，氣體的溫度為t1＝7℃，外界大氣壓p0取1.0×105Pa(相當(dāng)于75cm高的汞柱的壓強(qiáng)).g取10m/s2.(1)若在活塞上放一個(gè)質(zhì)量為m＝0.1kg的砝碼，保持氣體的溫度t1不變，則平衡后氣柱為多長(zhǎng)?(2)若保持砝碼的質(zhì)量不變，對(duì)氣體加熱，使其溫度升高到t2＝77℃，此時(shí)氣柱為多長(zhǎng)?(3)若在(2)過程中，氣體吸收的熱量為10J，則氣體的內(nèi)能增加多少?

6.(2022年濱州模擬)如圖所示，U形玻璃管豎直放置，右端開口，左管用光滑活塞和水銀封閉一段空氣柱.外界大氣壓為p0＝1.0×105Pa，封閉氣體的溫度t0＝27℃，玻璃管的橫截面積為S＝5.0cm2，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示.已知水銀的密度為ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度取g＝10m/s2；封閉氣體的溫度緩慢降至t1＝－3℃.求：(1)溫度t1＝－3℃時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度L；(2)已知該過程中氣體向外界放出5.0J的熱量，求氣體內(nèi)能的變化量.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

7.某密閉絕熱“U”形汽缸開口向上豎直放置，通過置于底部的電熱絲緩慢加熱缸內(nèi)的理想氣體，使絕熱活塞由A位置緩慢到達(dá)B位置，如圖甲所示.在此過程中，缸內(nèi)氣體的溫度—體積圖像(T－V圖像)如圖乙所示.已知活塞質(zhì)量m＝2kg、橫截面積S＝5×10－4m2，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，忽略活塞與汽缸壁之間的摩擦，g取10m/s2.(1)求缸內(nèi)