在一个标准大气压下,水在沸腾时,1 g水由液态变成同温度的气态,其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3,已知水的汽化热为2 263.8 J/g,试求:
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在一个标准大气压下,水在沸腾时,1 g水由液态变成同温度的气态,其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3,已知水的汽化热为2 263.8 J/g,试求: (1)体积膨胀时气体对外界做的功W; (2)气体吸收的热量为多少; (3)气体增加的内能ΔU. |
答案
(1)169.7 J (2)2 263.8 J (3)2 094.1 J |
解析
取1 g水为研究系统,大气视为外界,1 g沸腾的水变成同温度的气需要吸收热量,同时由于体积的膨胀,系统要对外做功,所以有ΔU<Q吸. (1)气体在等压下膨胀做功 W=p(V2-V1)=1.013×105×(1 676-1.043)×10-6 J="169.7" J. (2)气体吸收热量 Q=ML=1×2 263.8 J="2" 263.8 J. (3)根据热力学第一定律 ΔU="Q+W=2" 263.8 J+(-169.7) J="2" 094.1 J. |
举一反三
质量M="2" kg的木块,放在高h="0.8" m的光滑桌面上,被一个水平方向飞来的子弹打落在地面上(子弹留在木块中),落地点与桌面的水平距离s="1.6" m,子弹的质量m="10" g.若子弹射入木块时产生的热量有90%被子弹吸收,子弹的温度能升高多少?〔子弹的比热容是378 J/(kg·℃)〕 |
质量为M kg的铅块固定不动,质量为m kg的铅弹以一定速度击中铅块并留在其中,它们的温度升高了12 ℃.若铅块放置在光滑的水平面上,同样用铅弹以相同的速率击中它并留在其中,它们的温度升高11 ℃,求铅块与铅弹的质量比. |
一定质量的0°C的水在凝成0°C的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是A.分子平均动能增加,分子势能减少 | B.分子平均动能减小,分子势能增加 | C.分子平均动能不变,分子势能增加 | D.分子平均动能不变,分子势能减少 |
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对于同体积、同温度、同质量的几种气体,以下几个物理量中相等的是A.分子的平均速率 | B.内能 | C.单位体积内的分子数 | D.分子的平均动能 |
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(1)以下说法正确的是 .
A.达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度 | B.分子间距增大,分子势能就一定增大 | C.浸润与不浸润均是分子力作用的表现 | D.液体的表面层分子分布比液体内部密集,分子间的作崩体现为相互吸引 | (2)某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量,同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热 库(冷凝器或大气),则在工作中该热机对外做了 kJ的功,热机的效率 %. (3)实验室内,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),活塞的质量为m,气缸内部的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如图所示.在此过程中,若大气压强恒为p0,室内的温度不变,水的密度为,重力加速度为g,则: ①图示状态气缸内气体的压强为 ; ②以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是 . |
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