1、计算题 如图11-2-13所示,一圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了h,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,求:
(1)气体的压强;
(2)这段时间内气体的内能增加了多少?
(3)这段时间内气体的温度升高了多少?
参考答案:见解析
本题解析:(1)p=p0+
(2)气体对外做功为
W=pSh=(p0+)Sh=(p0S+mg)h
由热力学第一定律得:
ΔU=Q-W=Q-(p0S+mg)h
(3)由盖?吕萨克定律得:=
=
解得:t′=273+2t
Δt=t′-t=273+t.
本题难度:简单
2、简答题 根据你对熵增加原理的理解,举出一些系统从有序变为无序的例子.
参考答案:解:根据熵增加原理,自然界的一切自发过程,总是朝着熵增加的方向进行,而熵是描述系统无序程度的物理量,熵越大,无序程度越高.所以,熵的增加就意味着系统无序程度的增加.这意味着,自然界的一切自发过程,总是朝着从有序向无序的方向转化,如:燃料的燃烧、气体的扩散、一切生命体的产生到消亡,都经历了一个从有序到无序的发展过程
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 不定项选择
下列说法不正确的是( ? )
A.在任何自然过程中,一切参与者的总能量和总熵保持不变
B.熵无处不在,是系统无序程度的量度
C.一切不可逆过程在熵增加的同时,总是伴随着能量退降
D.由热力学第二定律可知,自然界的能量品质正在退化,可利用的能量越来越少
参考答案:A
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 对于一定质量的理想气体来说,下列变化可行的是(?)
A.保持压强和体积不变,而改变它的温度
B.保持压强不变,同时升高温度并减小体积
C.保持温度不变,同时增加体积并减小压强
D.保持体积不变,同时增加压强并降低温度
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、实验题 (1)以下几个叙述正确的是? ( ).
A.饱和汽的压强与温度无关
B.多晶体的物理性质表现为各向异性
C.肥皂泡呈球状是由于液体表面张力的作用
D.当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度一定较小
(2)如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管B的横截面积是细管A的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.
①若用一活塞将细管A的管口封闭,并缓慢向下推活塞,保持封闭气体温度不变,当两管中水银面高度差为6 cm时,活塞下移的距离为多少?
②若将两管口均封闭,使细管A内封闭气体的温度从t=27 ℃开始缓慢升高,粗管B内气体温度不变,当两管中水银面高度差为6 cm时,A管内封闭气体的温度为多少?
参考答案:(1)CD (2)①4.89 cm ②239 ℃
本题解析:(1)饱和汽的压强与温度有关,温度越高,饱和汽的压强越大,选项A错误;多晶体的物理性质表现为各向同性,选项B错误;肥皂泡呈球状是由于液体表面张力的作用,选项C正确;当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度较小,选项D正确.
(2)①选取封闭气体为研究对象,初状态:p1=p0=75 cmHg,l1=12 cm
末状态:p2=p0+ph=81 cmHg
由p1V1=p2V2得p1l1=p2l2,可得l2==cm=11.11 cm两边液面高度差为6 cm时,细管液面下降4 cm,粗管液面上升2 cm,所以活塞下移距离为:(12+4-11.11)cm=4.89 cm.
②选取粗管B内封闭气体为研究对象,pB1=p0=75 cmHg,lB1=12 cm,lB2=(12-2)cm=10 cm
由pB1VB1=pB2VB2得pB1lB1=pB2lB2,可得
pB2==cmHg=90 cmHg
再选取细管A内封闭气体为研究对象,pA1=p0=75 cmHg,lA1=12 cm,TA1=(273+27) K=300 K
pA3=pB2+ph′=96 cmHg,lA3=(12+4) cm=16 cm
由气体状态方程得=
代入数据解得TA3=512 K,所以A管内气体的温度TA3=(512-273)℃=239 ℃.
本题难度:一般