一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K,TB=400K。(1)

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K,TB=400K。(1)

题型:专项题难度:来源:
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中AB过程为等压变化,BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3TATC=300K,TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积;
(2)说明BC过程压强变化的微观原因;
(3)设AB过程气体吸收热量为Q1BC过程气体放出热量为Q2,比较Q1Q2的大小并说明原因。
答案
解:(1)AB过程为等压变化,有,得VBVA=0.4m3
(2)BC过程为等容变化,分子的密集程度不变,温度降低,气体分子运动的平均动能减小,单位时间与器壁单位面积的碰撞次数减少,分子对器壁的冲击力减小,则气体的压强减小。
(3)AB,气体体积增大,温度升高,则Q1>△U1,气体对外做功,W<0,由热力学第一定律有△U1WQ1
BC,气体体积不变,W=0,由热力学第一定律得
U2=-Q2
气体内能为状态量,仅由温度决定,因TATC,则
U1=-△U2,所以Q1>Q2
举一反三
如图所示,在一个圆柱形导热的气缸中,用活塞封闭了一部分空气,活塞与气缸壁间是密封而光滑的,一弹簧测力计挂在活塞上,将整个气缸悬吊在天花板上.设弹簧测力计的示数为FN,活塞到缸底的距离为d,当外界气温升高(大气压强不变)时
[     ]
A.FN变大,d不变
B.FN不变,d增大
C.FN变小,d增大
D.FN不变,d减小
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【选修3-3选做题】
一根两端开口、横截面积为S=2cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞,活塞下封闭着长L=21cm的气柱,气体的温度T1=280K,外界大气压取P0=1.0×105Pa(相当于75cm汞柱高的压强)。
(1)对气体加热,使其温度升高到T2=320K,求此时气柱的长度;
(2)在活塞上施加一个竖直向上的拉力F=4N,保持气体的温度T2不变,求平衡后气柱的长度及此时管内外水银面的高度差。
题型:河北省模拟题难度:| 查看答案
【选修3-3选做题】
如图所示,竖直放置的气缸开口向下,重为G1的活塞a和重为G2的活塞b,将长为L的气室分成体积比为1:2的A,B两部分,温度是127℃,系统处于平衡状态。当温度缓慢地降到27℃时系统达到新的平衡,求活塞a,b移动的距离。不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦。
题型:河南省同步题难度:| 查看答案
一定质量的理想气体,在压强不变时,如果温度从0℃升高到4℃,则它所增加的体积是它在0℃时气体体积的       ,如果温度从90℃升高到94℃,则所增加的体积是它在27℃时体积的      
题型:期末题难度:| 查看答案
【选修3-3选做题】
横截面积分别为SA=2.0×10-3 m2、SB=1.0×10-3 m2的气缸A、B竖直放置,底部用细管连通,气缸A冲有定位卡环。现用质量分别为mA=4.0 kg、mB=2.0 kg的活塞封闭一定质量的某种理想气体,当气体温度为27℃时,活塞A恰与定位卡环接触,此时封闭气体的体积为V0=300 mL,外界大气压强为p0=1.0×105 Pa。(g取10 m/s2
(1)使气体温度缓慢升高到57 ℃时,求此时封闭气体的体积;
(2)保持气体的温度57 ℃不变,用力缓慢压活塞B,使封闭气体体积恢复到V0,此时封闭气体的压强多大?活塞A与定位卡环间的弹力多大?
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