1、简答题 有一导热气缸,缸内有一定质量的密封活塞,气缸内密封一部分稀薄气体,如图气缸水平放置时,活塞距离气缸底部的距离为L,现将气缸竖立起来,活塞缓慢下降,稳定后,活塞距离气缸底部的距离为
L,若气缸活塞的横截面积为S,大气压强为Pa.
(1)求活塞的质量;
(2)当气缸竖起,活塞缓慢下降过程中,判断气缸内气体是吸热还是放热,并简述原因.

参考答案:(1)气缸平放时,被封闭气体压强和体积分别为:P1=Pa,V1=LS ①
气缸竖直放置时,压强和体积为:P2=Pa+mgS,V2=23LS ②
由玻意耳定律:P1V1=P2V2 ③
联立①②③解得:m=PaS2g.
故活塞的质量为:m=PaS2g.
(2)气体等温变化,内能不变,活塞下降过程对气体做功,根据热力学第一定律可知气体放热.
故气体放热,原因为:内能不变,活塞下降过程对气体做功,根据热力学第一定律可知气体放热.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 在如图所示的p-V图象中,一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时,从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功300J,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200J.
求:
(1)过程I中气体的内能是增加还是减少?变化了多少?
(2)过程II中气体是吸收还是放出热量?热量是多少?
参考答案:(1)由题Q=420J,W=-300J,根据热力学第一定律得
△U=W+Q=120J,即过程I中气体的内能增加120J.
? (2)内能是状态量,当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,△U′=-△U=-120J,
? 外界压缩气体做功200J,W′=200J,则根据热力学第一定律得
△U′=W′+Q′
? 得到Q′=△U′-W′=-120J-200J=-320J
? 即气体放出热量320J
答:(1)过程I中气体的内能是增加120J;
? (2)过程II中气体是放出热量320J.
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 (8分) 空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对汽缸中的气体做功为
,时气体的内能增加了
.试问:
(1)此压缩过程中,气体________(选填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.
(2)若一定质量的理想气体分别按如图从1状态变化到2状态所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是________(选填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能________(选填“增加”、“减少”或“不变”).

参考答案:(1)放出 ,
?(2)C ,增加
本题解析::(1)由热力学第一定律
,代入数据得:
,解得
;即气体放出的热量等于
。
(2)根据气体状态方程
,压强不变时,
随温度
的变化是一次函数关系,故选择C图;一定质量的气体的内能的变化,由温度变化所决定.由于温度增加,所以该过程中气体的内能增加。
本题难度:一般
4、选择题 下列说法中正确的是
A.气体的温度升高时,并非所有分子的速率都增大
B.盛有气体的容器作减速运动时,容器中气体的内能随之减小
C.理想气体在等容变化过程中,气体对外不做功,气体的内能不变
D.一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大