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一定质量的气体,在从状态1变化到状态2的过程中,吸收热量280 J,并对外做功1...

一定质量的气体,在从状态1变化到状态2的过程中,吸收热量280 J,并对外做功120 J,试问:

(1)这些气体的内能发生了怎样的变化?

(2)如果这些气体又返回原来的状态,并放出了240 J的热量,那么在返回的过程中是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做功多少?

 

(1)增加了160J;(2)外界对气体做功,80J。 【解析】 (1)由热力学第一定律可得 ΔU=W+Q=-120 J+280 J=160 J 气体的内能增加了160 J. (2)由于气体的内能仅与状态有关,所以气体从状态2回到状态1的过程中内能的变化量应等于从状态1到状态2的过程中内能的变化量,则从状态2到状态1内能应减少160 J,即ΔU′=-160 J,又Q′=-240 J,根据热力学第一定律得:ΔU′=W′+Q′,所以 W′=ΔU′-Q′=-160 J-(-240 J)=80 J 即外界对气体做功80 J.  
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考点分析:
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关于系统的内能,下列说法正确的是(  )

A.系统的内能是由系统的状态决定的

B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的

C.仅对系统做功可以改变系统的内能,但单纯地对系统传热不能改变系统的内能

D.气体做绝热膨胀时对外界做了功,系统的内能要减少

E.一定质量的理想气体在等温变化时,内能不改变,故与外界不发生热交换

 

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如图,用隔板将一绝热气缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原 的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是________

A. 气体自发扩散前后内能相同

B. 气体在被压缩的过程中内能增大

C. 在自发扩散过程中,气体对外界做功

D. 气体在被压缩的过程中,外界对气体做功

E. 气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变

 

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如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长U型玻璃管插在容积很大的水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启阀门A,当各水银液面稳定时,位置如图所示,此时两部分气体温度均为300K。已知h1=5cm,h2=10cm,右侧气体柱长度L1=60cm,大气压为Po=75cmHg,求:

①左则竖直管内气体柱的长度L2

②关闭阀门A,当右侧竖直管内的气体柱长度为L1`=68cm时(管内气体未溢出),则气体温度应升高到多少。

 

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如图所示,一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑,长为L,底面直径为D,其右端中心处开有一圆孔.质量为m的理想气体被活塞封闭在容器内,器壁导热良好,活塞可沿容器内壁自由滑动,其质量、厚度均不计.开始时气体温度为300 K,活塞与容器底部相距L.现对气体缓慢加热,已知外界大气压强为p0.求温度为480 K时气体的压强.

 

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一热气球体积为V,内部充有温度为的热空气,气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为时的密度为,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g

1)求该热气球所受浮力的大小;

2)求该热气球内空气所受的重力;

3)设充气前热气球的质量为,求充气后它还能托起的最大质量.

 

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