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(1)一定质量的非理想气体体积膨胀对外做了4×103J功的同时,又从外界吸收了2...

(1)一定质量的非理想气体体积膨胀对外做了4×103J功的同时,又从外界吸收了2.4×103J的热量,则在该过程中,气体内能的增量△U=______J,气体的分子势能和分子动能分别____________(填“增加”“减小”或“不变”)
(2)如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p,平衡的汽缸内的容积为V.现用手握住活塞手柄缓慢向上提.设汽缸足够长,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦,求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离.

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(1)根据热力学第一定律求解气体内能的增量△U;气体分子距离较大,分子力表现为引力,分子势能随着气体体积的增大而增大,分子动能随着温度降低而减小. (2)在整个上提过程中气缸内气体的温度保持不变,发生等温变化,先对活塞为研究对象,根据平衡条件求出初态时气体的压强,再以气缸为研究对象,根据平衡条件求出末态气体的压强,即可由玻意耳定律求出汽缸刚提离地面时活塞上升的距离. 【解析】 (1)由题,W=-4×103J,Q=2.4×103J,根据热力学第一定律得 △Q=W+Q=-1.6×103J 体积膨胀,分子距离较大,分子力表现为引力,分子势能随着气体体积的增大而增大.气体内能减小,温度降低,分子动能减小. (2)设汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为h. 初态:   对活塞:pS+mg=p1S,得p1=p+ 末态:   对气缸:p2S+Mg=pS,得p2=p- 根据玻意耳定律p1V=p2(V+hS) 联立解得,h=g 故答案为:(1)-1.6×103J,增大,减小; (2)汽缸刚提离地面时活塞上升的距离为g.
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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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