17.在熱力學(xué)中有一種循環(huán)過(guò)程叫做焦耳循環(huán).它由兩個(gè)等壓過(guò)程和和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成.圖示為一定質(zhì)量的理想氣體的焦耳循環(huán)過(guò)程(A→B→C→D→A).已知某些狀態(tài)的部分參數(shù)如圖所示(見(jiàn)圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)).
①已知狀態(tài)A的溫度TA=600K,求狀態(tài)C的溫度TC
②若已知A→B過(guò)程放熱Q=90J,求B→C過(guò)程外界對(duì)氣體做的功.

分析 ①根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求狀態(tài)C的溫度
②先求出A到B過(guò)程中外界對(duì)氣體所做的功,再根據(jù)熱力學(xué)第一定律求B到C過(guò)程外界對(duì)氣體做的功

解答 解:(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,有:$\frac{{p}_{A}^{\;}{V}_{A}^{\;}}{{T}_{A}^{\;}}=\frac{{p}_{C}^{\;}{V}_{C}^{\;}}{{T}_{C}^{\;}}$
代入數(shù)據(jù):$\frac{1×1{0}_{\;}^{5}×1.2×1{0}_{\;}^{-1}}{600}=\frac{3×1{0}_{\;}^{5}×0.4×1{0}_{\;}^{-1}}{{T}_{C}^{\;}}$
${T}_{C}^{\;}=600K$
(3)根據(jù)氣體狀態(tài)方程$\frac{pV}{T}=C$知,狀態(tài)A和C的溫度相同,內(nèi)能相等
${W}_{AB}^{\;}=p△V=1×1{0}_{\;}^{5}×(1.2-0.6)×1{0}_{\;}^{-3}$J=60J
從A到C過(guò)程根據(jù)熱力學(xué)第一定律,有
$△U={W}_{AB}^{\;}+{W}_{BC}^{\;}+{Q}_{AB}^{\;}+{Q}_{BC}^{\;}$
代入數(shù)據(jù):$0=60+{W}_{BC}^{\;}+(-90)+0$
解得:${Q}_{BC}^{\;}=30J$
答:①已知狀態(tài)A的溫度TA=600K,狀態(tài)C的溫度${T}_{C}^{\;}$為600K.
②若已知A→B過(guò)程放熱Q=90J,B→C過(guò)程外界對(duì)氣體做的功30J

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求氣體的溫度,氣體做功的問(wèn)題,關(guān)鍵是結(jié)合圖象分析清楚氣體狀態(tài)變化過(guò)程,應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程,熱力學(xué)第一定律即可正確解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.用一根細(xì)線系住鋼球懸掛著鐵架臺(tái)上,鋼球靜止于A點(diǎn),光電門固定在A的正下方.在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放,遮光條經(jīng)過(guò)光電門的擋光時(shí)間t時(shí)由計(jì)時(shí)器測(cè)出,取v=$\frac7dhf75h{t}$作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度.記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢(shì)能變化大小△Ep與動(dòng)能變化大小△Ek,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.
(1)△Ep=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能變化的大小,式中鋼球下落高度h應(yīng)為釋放時(shí)的鋼球球心到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離.
(2)用△Ek=$\frac{1}{2}$mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小,用刻度尺測(cè)量遮光條寬度,示數(shù)如圖2所示,其讀數(shù)為0.50cm.某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為2.0×10-3s,則鋼球的速度為v=2.5m/s.
(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
△Ep(×10-2J)4.8929.78614.6819.5929.38
△Ek(×10-2J)5.0410.115.120.029.8
他發(fā)現(xiàn)表中的△Ep與△Ek之間存在差異,你認(rèn)為存在這種差異的可能原因是遮光條到懸點(diǎn)的距離大于球心到懸點(diǎn)的距離導(dǎo)致測(cè)得的速度偏大.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.重150N的光滑球A懸空靠在墻和木塊B之間,木塊B的重力為1500N,且靜止在水平地板上,如圖所示,則下列判斷正確的是( 。
A.木塊A對(duì)木塊B壓力的大小為150NB.墻所受壓力的大小為150N
C.水平地板所受的壓力為1500ND.木塊B所受摩擦力大小為150$\sqrt{3}$N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖是一種簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)模型,固定在水平面上的強(qiáng)磁鐵和干電池可以使“心形”線圈旋轉(zhuǎn),則使線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的力主要是(  )
A.彈力B.摩擦力C.庫(kù)侖力D.安倍力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí),某小組按照正確的操作得到一條紙帶,如圖.其中O是起始點(diǎn),A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中,單位:cm (已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50HZ,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間=9.80 m/s2,重錘質(zhì)量為m,計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字).

(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段的讀數(shù),應(yīng)記作15.70cm.
(2)甲同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,他用AC段的平均速度作為B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB,則求得該過(guò)程中重錘的動(dòng)能的增加量為1.20m,重力勢(shì)能的減少量為1.22m.這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使動(dòng)能的增加量<重力勢(shì)能的減少量(選填“>”、“<”或“=”).
(3)乙同學(xué)根據(jù)同一條紙帶,同一組數(shù)據(jù),也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O記為第1個(gè)點(diǎn),圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn).因此他用v=gt計(jì)算與B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度vB,得到動(dòng)能的增加量為1.23m,這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使動(dòng)能的增加量>重力勢(shì)能的減少量.
(4)上述兩種處理方法中,你認(rèn)為合理的是甲同學(xué)所采用的方法(填“甲”或“乙”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.當(dāng)波源或者接收者相對(duì)于媒質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接收者會(huì)發(fā)現(xiàn)波的頻率發(fā)生了變化,這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng).如圖為某一觀測(cè)者觀察到波列面的示意圖,由圖可知以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.觀測(cè)者向左運(yùn)動(dòng),觀察到波的頻率變大
B.觀測(cè)者向右運(yùn)動(dòng),觀察到波的頻率變小
C.波源向左運(yùn)動(dòng),觀察到波的頻率變小
D.波源向右運(yùn)動(dòng),觀察到波的頻率變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

9.如圖所示,斜板與水平方向成α角,用與豎直方向成β角的力F使質(zhì)量為m的物體靜止在斜板的某位置上,那么這個(gè)物體受到4個(gè)力而平衡,斜板對(duì)它的壓力大小為Fcos(α+β)-mgcosα.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.如圖所示為“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出(電源頻率50Hz),由圖知紙帶上D點(diǎn)瞬時(shí)速度vD=0.54 m/s;加速度a=1.2 m/s2;E點(diǎn)瞬時(shí)速度vE=0.66 m/s.

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