12.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)B開始以B→A→C→B的順序變化.已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為t(單位為℃),氣體從狀態(tài)B→A的過程中向外放熱為Q,試求:
①氣體在C狀態(tài)時的溫度tC
②氣體實現(xiàn)從狀態(tài)B→A→C→B的變化過程中,對外做的功.

分析 ①從狀態(tài)A到狀態(tài)C為等壓變化過程,由蓋-呂薩克定律即可求出氣體在C狀態(tài)時的溫度tC;
②分析可知TA=TB,故A狀態(tài)和B狀態(tài)的內(nèi)能相等,B到A過程內(nèi)能變化為0,分別對B到A的過程和A到C的過程利用熱力學(xué)第一定律,結(jié)合等壓過程做功公式W=P△V,以及等容過程做功W=0即可求出,每一個過程的做功情況,加和即可求出對外做的總功.

解答 解:①氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C為等壓變化過程;
根據(jù)圖象可知:VA=V0,TA=273+t,VC=4V0,
根據(jù)蓋-呂薩克定律可得:$\frac{{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{V}_{C}}{{T}_{C}}$
解得:TC=4TA=4(273+t)=1092+t
化為攝氏溫標可得氣體在C狀態(tài)時的溫度:tC=819+t
②從B狀態(tài)到A狀態(tài),根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得:$\frac{{P}_{A}{V}_{A}}{{T}_{A}}$=$\frac{{P}_{B}{V}_{B}}{{T}_{B}}$
可得:TA=TB,故A狀態(tài)和B狀態(tài)的內(nèi)能相等,B到A過程內(nèi)能變化:△U=0
從B到A的過程根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得:△U=W1-Q
所以:W1=Q
A到C過程,等壓變化,體積變大,氣體對外做功:W2=-4p0(4V0-V0)=-12p0V0,
則,從狀態(tài)B→A→C→B的變化過程中,對外做的功:W=(-W1)+(-W2)=12p0V0-Q
答:①氣體在C狀態(tài)時的溫度tC為819+t;
②氣體實現(xiàn)從狀態(tài)B→A→C→B的變化過程中,對外做的功為12p0V0-Q.

點評 本題考查了氣體實驗定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵是要能根據(jù)圖象知道發(fā)生何種狀態(tài)變化過程,選擇合適的實驗定律,注意理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比以及每個過程中做功的正負.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

2.如圖所示,虛線PQ、MN間存在如圖所示的水平勻強電場,一帶電粒子質(zhì)量為m=2.0×10-11 kg、電荷量為q=+1.0×10-5C,從a點由靜止開始經(jīng)電壓為U=100V的電場加速后,從C點垂直于電場線進入勻強電場E中,從虛線MN上的某點b(圖中未畫出)離開勻強電場時速度與電場方向成30°角.已知PQ、MN間距離為20cm,帶電粒子的重力忽略不計.求:
(1)帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v0
(2)勻強電場的場強大小E
(3)cb兩點間的電勢差Ucb

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如圖,環(huán)形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,磁場邊界為半徑為a和2a 的兩個同心圓.在小圓上的S處有一粒子源,向磁場在紙面內(nèi)1800范圍內(nèi)發(fā)射相同的帶電粒子,粒子帶電量為-q,質(zhì)量為m,速率均為V0,不計粒子重力.設(shè)粒子從進入磁場到飛出磁場的時間為t,則(  )
A.若V0=$\frac{qBa}{m}$,t最小為$\frac{πm}{3qB}$B.若V0=$\frac{qBa}{m}$,t最大為$\frac{4mπ}{3qB}$
C.若V0=$\frac{2qBa}{m}$,t一定大于$\frac{πm}{6qB}$D.若V0=$\frac{2qBa}{m}$,t一定小于$\frac{πm}{2qB}$

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

20.豎直放置粗細均勻的U形細玻璃管兩臂分別灌有水銀,水平管部分有一空氣柱,各部分長度如圖所示,單位為厘米.現(xiàn)將管的右端封閉,從左管口緩慢倒入水銀,恰好使右側(cè)的水銀全部進入右管中,已知大氣壓強p0=75cmHg,環(huán)境溫度不變,左管足夠長.求:
①此時右管封閉氣體的壓強;
②左側(cè)管中需要倒入水銀柱的長度.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.一個標有“220V,100W”的白熾熱燈泡,兩端的電壓由零逐漸增大到220V的過程中,如圖所示的電壓U與電流I關(guān)系圖中,合理的是( 。
A.B.C.D.

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17.如圖所示,一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數(shù)米距離.假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質(zhì)點,從蹦極繩剛拉直開始到運動員下落至最低點的過程中,下列判斷不正確的是( 。
A.運動員的動能先增大后減小
B.運動員重力勢能始終減小
C.運動員克服彈力做功,蹦極繩彈性勢能增加
D.運動員重力勢能的改變量數(shù)值上等于彈性勢能的改變量

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4.如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧保持豎直),下列關(guān)于能的敘述正確的是(不計空氣阻力)(  )
A.彈簧的彈性勢能不斷增大B.小球的動能先增大后減小
C.小球的重力勢能先增大后減小D.小球的機械能總和保持不變

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1.太原中環(huán)快速路是太原市區(qū)首條壞形快速路,全線為加強型城市主干道,主線沒有紅綠燈,中環(huán)路上汽車的最高限速是80km/h(取22m/s).已知汽車輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.5倍,當(dāng)汽車以最高限速運動時,問:(g=10m/s2
(1 )若汽車在水平路面上拐彎,要使汽車不發(fā)生側(cè)滑,則磚彎的最小半徑是多大?
(2)在道路的彎道處,路面外高內(nèi)低,路面與水平面間的夾角為θ,且tanθ=0.25.若車輪與路面間的側(cè)向摩擦力恰好為零,則彎道的半徑是多大?
(3)中環(huán)路上設(shè)計了圓弧拱橋?qū)崿F(xiàn)立體交叉,要使汽車能安全通過拱橋,則拱橋的最小半徑是多大?

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2.如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為θ的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度處豎直上拋,不計空氣阻力.則( 。
A.兩物體落地時速率相同
B.兩物體落地時重力做功的瞬時功率PA=PB
C.兩物體落地時重力做功的瞬時功率PA<PB
D.從開始運動至落地過程中,重力對它們做得功的平均功率一定相同

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