高中物理 第十章 热力学定律 专题10.6 热力学定律与气体的习题课课件 新人教版选修3-3.ppt_第1页
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文档简介

热力学定律,基本思路,热力学第一定律与气体实验定律的综合应用,例1(2017河北冀州2月模拟)如图4甲所示，横截面积为S，质量为M的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体，现对缸内气体缓慢加热，使其温度从T1升高了T，气柱的高度增加了L，吸收的热量为Q.不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强为p0，重力加速度为g.求：(1)此加热过程中气体内能增加了多少？,图4,答案Q(p0SMg)L,答案,解析,解析设缸内气体的温度为T1时压强为p1，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，则有Mgp0Sp1S气体膨胀对外界做功为Wp1SL根据热力学第一定律有QWU联立可得UQ(p0SMg)L,(2)若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少？,答案,解析,解析设所放砝码的质量为m，缸内气体的温度为T2时压强为p2，活塞和砝码整体受重力、大气压力和缸内气体的压力作用而平衡，则有(Mm)gp0Sp2S,变式1(2017广东华南三校联考)如图5所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口h50cm，活塞面积S10cm2，封闭气体的体积为V11500cm3，温度为0，大气压强p01.0105Pa，重物重力G50N，活塞重力及一切摩擦不计.缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了Q60J的热量，使活塞刚好升到缸口.整个过程重物未触地，求：(1)活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？,答案,解析,图5,答案364K,解析封闭气体的初态：V11500cm3，T1273K末态：V21500cm35010cm32000cm3缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化,解得T2364K,(2)汽缸内气体对外界做多少功？,答案,解析,答案25J,解析设封闭气体做等压变化时的压强为p对活塞：p0SpSG汽缸内气体对外界做功WpSh解得W25J,(3)气体内能的变化量为多少？,答案,解析,答案35J,解析由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量UQW得U35J故汽缸内的气体内能增加了35J,例22016年江苏高考,(2016全国卷33(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E.在过程bc中
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