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如图所示,圆柱形绝热气缸(设其足够长)固定于水平面上,缸内用绝热活塞密封一定质量...

如图所示,圆柱形绝热气缸(设其足够长)固定于水平面上,缸内用绝热活塞密封一定质量的理想气体,已知活塞与气缸壁的接触是光滑的,活塞的横截面积为S,大气压强为P,电源和电热丝构成回路.可以对气体缓慢加热.开始时,电路未接通,系统处于平衡状态,封闭气体的温度为T1.现用两种方法使气缸内气体温度,均由T1缓慢升高到T2.第一次先将活塞固定,接通电路后电热丝产生的热量为Q1;第二次活塞不固定.可以缓慢自由移动,接通电路后电热丝产生的热量为Q2
①通过计算说明Q1和Q2哪个大些?
②求第二种情况下气缸内气体温度由T1升高到T2的过程中,活塞移动的距离L.

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(1)由热力学第一定律判断吸收热量的多少. (2)由热力学第一定律求出气体对活塞做功,再根据功的公式求活塞移动的距离L. 【解析】 (1)第一次将活塞固定,气体发生等容变化,吸收的热量,用于增加气体的内能,△U1=Q1 第二次活塞不固定,气体发生等压变化,吸收的热量,用于增加气体的内能和对外做功,△U2+|W2|=Q2 又△U2=△U1,则Q1<Q2. (2)由上题结果知:|W2|=Q2-Q1 气体对外做功|W2|=PSL 联立解得,L= 答: (1)通过计算得知Q2大. (2)活塞移动的距离L为.
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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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