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[物理-选修3-3] (1)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状...

[物理-选修3-3]
(1)带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如V-T图所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb和Pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab,Qac,则______(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.Pb>Pc,Qab>Qac B.Pb>Pc,Qab<Qac
C.Pb<Pc,Qab>Qac D.Pb<Pc,Qab<Qac
(2)图中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭.两容器的下端由可忽略容积的细管连通.
容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气.大气的压强为P,温度为T=273K,两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1P.系统平衡时,各气柱的高度如下图所示.现将系统底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定高度.用外力将A缓慢推回第一次固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体
(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积;
(ⅱ)水的温度.

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(1)根据理想气体状态方程,整理后可得V-T图象,判断斜率的意义,得到压强的变化,再根据热力学第一定律判断做功和吸热; (2)第一个过程是等温过程,应用玻意耳定理可解得,第二步为等压变化,用盖-吕萨克定理可以解得. 【解析】 (1)A、B、根据理想气体状态方程=C, 整理可得:V= 所以斜率越大,压强越小,即b点的压强小于c点,故AB错误. C、D、由热力学第一定律△U=W+Q 经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c,b、c状态温度相同,所以△U相等, 又因经过过程ab到达状态b,体积增大,对外做功,W为负值, 而经过过程ac到状态c,体积不变,对外不做功,W为零,所以第一个过程吸收的热量多,故C正确,D错误; 故选C; (2)(ⅰ)考虑氢气的等温过程,该过程的初态压强为P,体积为hS,末态体积为0.8hS, 设末态的压强为P,由玻意耳定理得: P==1.25P 活塞A从最高点被第一次推回平衡位置的过程是等温过程,该过程的初态压强为1.1P,体积为V,末态压强为P′,末态压强V′ 则:P′=P+0.1P=1.35P V′=2.2hS 由玻意耳定理得:V=×2.2hS=2.7hS (ⅰⅰ)活塞A从从最初位置升到最高位置过程为等压过程,该过程的初态体积和温度分别为2hS和T=273K,末态体积为2.7hS, 设末态温度为T,由该吕萨克定律得:T=T=368.55K 答:(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积为2.75hS; (ⅰⅰ)水的温度为368.55K.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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