2021-2022学年高二物理竞赛课件：循环过程

1、循环过程V(103m3)2 a b1p(105Pa)26O 一定量的理想气体P1、V1、T1，后为P2、V2、T2， 已知 V2V1, T2=T1 以下说法哪种正确？（A）不论经历什么过程，气体对外净作功一定为正值（B）不论经历什么过程，气体对外界净吸热一定为正值（C）若是等温过程，气体吸的热量最少（D）若不知什么过程，则A、Q的正负无法判断 D 2、一定量的理想气体从a态到b态（A）绝热压缩（B）等容吸热（C）吸热压缩（D）吸热膨胀0.02kg的氦气,温度由17 0C升为27 0C,若在升温过程中, (1) 体积保持不变; (2) 压强保持不变; (3) 不与外界交换热量.试分别求出气体内能

2、的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功.解:(1) W=0, QV=E=(m/M)CVT=623.3 J E=623.3 J QP=(m/M)CPT=1038.8 J W= QP - E=415.5 J(3) E=623.3 J QS=0 W=- E=-623.3 J 4、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸内.此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气).已知气体的初压强 P1=1atm, 体积V=1 l , 现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍,然后在等容下加热到压强为原来的两倍,最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为止,试求:外界对气体作功为 623.3 J在P V

3、图上将整个过程表示出来.在整个过程中气体内能的改变.在整个过程中气体所吸收的热量.在整个过程中气体所作的功.解: (1) P V图见右PV(2) E= CV(Tc-Ta)=0abc(3) Pb=2Pa Vb=2Va(4) W=Q - E= 557.2 J一个四周用绝热材料制成的气缸,导热板C将其分成 两部分，D是一绝热的活塞。 A、B分别盛有1mol N2和 He（均视为刚性分子的理想气体）。今缓慢移动 活塞D，压缩A部分的气体，对气体作功为W，求在此 过程中B部分气体内能的变化。注意：B缸是等容过程， A缸不是绝热过程。解：取A、B两部分为系统活塞作功过程中，系统Q=0。根据热一律：系统内能

4、变化：A、B温度始终相同。活塞作功过程中：将（2）（3）（4）代入（1）：将其代入（4）：如图,体积为 30l 的圆柱形容器,口端有一凸出边缘可防止能上下自由移动的活塞脱离(活塞的质量和厚度可忽略),容器内盛有 1 m0l,温度为127 0C的单原子理想气体.若容器外大气压强为1标准大气压,气温为27 0C,求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少?活塞解: 开始时气体体积 V1=30 l , T1=400 K, P1=RT1/V1=1.108105 Pa 大气压强 P0= 1.013105 Pa 可见,气体的降温过程分为两个阶段,第一阶段为等容降温,直至气体压强 P2=P0,此时温度为T2,放热Q1,第二阶段为等压降温,直至温度 T3=T0=300 K,放热Q2.(1) Q1=CV(T1-T2)=(3/2)R(T1-T2)=(3/2)RT1(1-P2/P1)=428 J(2) Q2=CP(T2-T3)=(5/2)R(T2-T3)=1365 J 总计放热 Q=Q1+Q2=1.79103 J循环过程 系统由某一状态出发，经过一系列变化过程后又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程： pV曲线为闭合曲线 p O V abmn 顺时针：W=WambWbna0热机循环 逆时针：W=WanbWbma0致冷循环 热机与致冷机 热机循环及其效率 热机：能够不断地把热转变成功的装置。