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如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为20cm,人用竖直向下的力F压活塞,使空气柱长度变为原来的一半,人对活塞做功10J,大气压强为P0=1×105Pa,不计活塞的重力。问:

①若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?

②若以适当的速度压缩气体,此过程气体向外散失的热量为2J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1cm2

 

(1)2×105Pa(2)9J

解析:①设压缩后气体的压强为P,活塞的横截面积为S,l0=20cm,l=10cm,V0=l0S,V=lS,缓慢压缩,气体温度不变,由玻意耳定律:P0V0=PV(3分)

解出:p=2×105Pa  (2分)

②大气压力对活塞做功W1=P0S(l0-l)=1J,人做功W2=10J,(1分)

由热力学第一定律:△U=W1+W2+Q  (2分)

将Q=-2J等代入,解出△U=9J  (2分)

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?开封模拟)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为20cm,人用竖直向下的力F压活塞,使空气柱长度变为原来的一半,人对活塞做功10J,大气压强为P0=1×105Pa,不计活塞的重力.问:
①若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?
②若以适当的速度压缩气体,此过程气体向外散失的热量为2J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1cm2

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?青铜峡市一模)(物理选修3-3)
(1)下列说法正确的是
BCDF
BCDF

A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.一定质量的理想气体在温度不变的条件下,压强增大,则外界对气体做功
C.机械能可以全部转化为内能
D.分子间距离等于分子间平衡距离时,分子势能最小
E.有规则外形的物体是晶体
F.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行
(2)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为20cm,人用竖直向下的力F压活塞,使空气柱长度变为原来的一半,人对活塞做功l0J,大气压强为P0=1×105Pa,不计活塞的重力.问:
①若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?
②若以适当的速度压缩气体,此过程气体向外散失的热量为2J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1cm2

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?汕头一模)(1)以下说法正确的是
ADEF
ADEF
 (填入选项前面的英文代号,全对的得6分,漏选一个扣1分,错选一个扣1分,全选不得分)
A.分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
B.碎玻璃不能拼在一起,是由于分子间存在着斥力
C.物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能也越来越大
D.液晶既有液体的流动性,又具有光学各向异性
E.在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀,温度下降
F.在完全失重的情况下,熔化的金属能够收缩成标准的球形
(2)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,封闭有一定质量的 理想气体,若用力缓慢向下推动活塞,使活塞向下移一段距离,不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变.由此可以判断,被封闭气体的内能
不变
不变
(填不变或改变),体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,气体
热(填吸或放).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?临沂一模)如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为22cm,现用竖直向下的外力F压缩气体,使封闭的空气柱长度变为2cm,人对活塞做功l00J,大气压强为P0=1×105Pa,不计活塞的重力.问:
①若用足够长的时间缓慢压缩,求压缩后气体的压强多大?
②若以适当的速度压缩气体,向外散失的热量为20J,则气体的内能增加多少?(活塞的横截面积S=1cm2

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科目:高中物理 来源: 题型:

一同学用如图所示装置研究一定质量气体的压强与体积的关系,如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为3cm,此时气压表显示容器内压强p1=1.0×105Pa 求:
(1)将活塞缓慢向下推动,直到封闭空气柱长度变为2cm时,气压表的示数是多少?
(2)将活塞快速向下推动,若在压缩气体过程中,气体内能增加1.5J,气体放出的热量为1.4J,那么活塞对气体做功是多少?

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