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如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温为T1。已知大气压强为P0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:

①加热过程中气体的内能增加量。 

②现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加

砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。

 

【答案】

【解析】①气体对外做功        (2分)    

由热力学第一定律得                 (1分)

              解得        (1分)

②设活塞回到原位置时,气体的温度为T2

则初态     (2分)

由气态方程    (1分)        解得   (2分)

本题考查气体内能和气体状态,改变内能的两种形式做功和热传递,分析气体状态时主要是找到初末状态的参量,列方程求解

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升高度h,此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦.求:
(1)加热过程中气体的内能增加量;
(2)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,此时活塞处于平衡状态,气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,在气体吸收热量为Q的过程中,气体对活塞做功的大小为W.已知大气压强为p0,重力加g,不计活塞与气缸的摩擦.求:
(1)气体的压强;
(2)加热过程中气体的内能增加量;
(3)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1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h1.现通过电热丝给气体加热一段时间,使其温度上升到t2,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,求:
(1)气体的压强.
(2)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(3)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?

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科目:高中物理 来源:2012届江苏省高三高考压轴物理试卷(带解析) 题型:计算题

(1)如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距H.现通过电热丝缓慢加热气体,活塞逐渐上升,活塞与缸壁间摩擦不计.下列说法正确的是_______________

A.上述过程气体做等压膨胀,温度升高
B.上述过程气体做绝热膨胀,温度升高
C.气体的吸收热量大于它对外做功,内能增加
D.气体吸收的热量等于它对外做功,内能不变
(2)在上小题中,已知该理想气体摩尔质量为μ,在加热之前该气体的密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,求容器内理想气体的分子数n和加热之前分子间的平均距离d(忽略电热丝体积大小).

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