专题106热力学定律与气体的习题课(课件)高中物理选修33

1、 热力学定律 热力学定律专题10专题10专题10专题10专题10基本思路 热力学第一定律与气体实验定律的综合应用基本思路 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答案解析例1(2017河北冀州2月模拟)如图4甲所示，横截图4答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

2、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(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(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

3、，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口h50 cm，活塞面积S10 cm2，封闭气体的体积为V11 500 cm3，温度为0 ，大气压强p01.0105 Pa，重物重力G50 N，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Q60 J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364 K变式1(2017广东华南三校联考)如图5所示，汽缸内答案解析封闭气体的初态：V11 500 cm3，T1273 K末态：V21 500 cm35010 cm32 000 cm3缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化解得T

4、2364 K解析封闭气体的初态：V11 500 cm3，T1273(2)汽缸内气体对外界做多少功？答案解析答案25 J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W25 J(2)汽缸内气体对外界做多少功？答案解析答案25 J解析(3)气体内能的变化量为多少？答案解析答案35 J解析由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量UQW得U35 J故汽缸内的气体内能增加了35 J(3)气体内能的变化量为多少？答案解析答案35 J解析由例2 2016年江苏高考例2 2016年江苏高考专题10 (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中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功变式2答案解析分析题