如图甲所示,一端带有卡口的导热汽缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞A封闭在该汽缸内,活塞A可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,开始时活塞A与汽缸底的距离L1=9cm,离汽缸口的距离L2=3cm。已知活塞A的质量m=20kg,横截面积S=100cm2,外界气温为27℃,大气压强为1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,活塞厚度不计。现将汽缸缓慢地转到开口竖直向上放置,待稳定后对汽缸内气体逐渐加热。
(1)使活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平,求此时缸内气体的热力学温度;
(2)在对缸内气体加热过程中,活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平,缸内气体净吸收Q1=370J的热量,求气体增加了多少焦耳的内能;
(3)在(2)问基础上,继续加热,当缸内气体再净吸收Q2=474J的热量时,求此时缸内气体的温度和压强;(已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比)
(4)若汽缸水平放置时,在卡口内紧贴卡口放置一个活塞B(活塞B除带有一轻质进气阀外,其余均与活塞A相同),把汽缸分为Ⅰ和Ⅱ两部分,Ⅱ中充有同种理想气体,此时活塞A位置未动,活塞B恰好没有挤压卡口,如图乙所示。同样先将汽缸缓慢地转到开口竖直向上放置,稳定后通过活塞B上的进气阀缓慢向Ⅱ中注入同种理想气体,活塞A距汽缸底端L3=3cm时,停止注入气体,关闭进气阀。求注入Ⅱ中的气体质量与Ⅰ中气体质量之比。
【答案】(1)使活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平,此时缸内气体的热力学温度为480K;
(2)在对缸内气体加热过程中,活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平,缸内气体净吸收Q1=370J的热量,气体增加了316J的内能;
(3)在(2)问基础上,继续加热,当缸内气体再净吸收Q2=474J的热量时,此时缸内气体的温度为735.4K,压强为1.875×105Pa;
(4)注入Ⅱ中的气体质量与Ⅰ中气体质量之比为3:5。
(2)在对缸内气体加热过程中,活塞A缓慢上升到上表面刚好与汽缸口相平,缸内气体净吸收Q1=370J的热量,气体增加了316J的内能;
(3)在(2)问基础上,继续加热,当缸内气体再净吸收Q2=474J的热量时,此时缸内气体的温度为735.4K,压强为1.875×105Pa;
(4)注入Ⅱ中的气体质量与Ⅰ中气体质量之比为3:5。
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/4/20 14:35:0组卷:63引用:4难度:0.6
相似题
-
1.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图象如图所示。下列说法正确的是( )
发布:2024/12/5 17:0:4组卷:294引用:2难度:0.7 -
2.如图是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是多少℃,熔化时间为多少?若已知萘的质量为m,固态时比热容为c1,液态时比热容为c2,熔化热为λ,试计算在0~τ1,τ1~τ2和τ2~τ3这三个时间间隔中吸收的热量及能量转化情况.
发布:2024/12/13 8:0:1组卷:13引用:2难度:0.3 -
3.(选修模块3-3)
(1)如图,固定的导热气缸内用活塞密封一定质量的理想气体,气缸置于温度不变的环境中.现用力使活塞缓慢地向上移动,密闭气体的状态发生了变化.下列图象中p、V和U分别表示该气体的压强、体积和内能,表示该气体分子的平均动能,n表示单位体积内气体的分子数,a、d为双曲线,b、c为直线.能正确反映上述过程的是Ek
(2)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯,是碳的二维结构.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是
A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B.石墨是单质,石墨烯是化合物
C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
(3)为保证驾乘人员的安全,轿车中设有安全气囊.轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊.若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3,已知氮气摩尔质量M=2.8×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算囊中氮气分子的总个数N(结果保留一位有效数字).发布:2024/12/20 8:0:1组卷:13引用:1难度:0.5