高中物理热力学第一定律计算题

如图所示，一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口，横截面积，下端与大气连通。粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体，水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处齐平，空气柱和水银柱长度均为h=4cm。现在细管口连接一抽气机(图中未画出)，对细管内气体进行缓慢抽气，最终使一半水银进入细管中，水银没有流出细管。已知大气压强为。

①求抽气结束后细管内气体的压强；
②抽气过程中粗管内气体吸热还是放热?请说明原因。

如图所示，一个绝热的气缸（气缸足够高）竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B。活塞的质量m=8kg，横截面积，与隔板相距h=25cm，现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q=200J时，活塞上升了，此时气体的温度为℃，已知大气压强，重力加速度。

①加热过程中，若A气体的内能增加了，求B气体的内能增加量；
②现在停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加沙粒，当活塞恰好回到原来的位置时，A气体的温度为℃，求此添加砂粒的总质量M。

空调机中的压缩机在一次压缩过程中，对被压缩的气体做了1.0×10³J的功，同时气体的内能增加了0.5×10³J。该过程气体吸热还是放热？吸收或放出的热量Q是多少？

）（某同学估测室温的装置如图所示。气缸导热性能良好，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体。室温时气体的体积V₁=66mL，将气缸竖直放置于冰水混合物中，稳定后封闭气体的体积V₂=60mL。不计活塞重力、活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压p₀=1.0×10⁵Pa。

①室温是多少?
②上述过程中，外界对气体做的功是多少?

如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀。现将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：

①外界空气的温度是多少？
②在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？

如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h₁ =" 0.50" m。给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂ =" 0.80" m处。上述过程中缸内气体吸收Q =" 450" J的热量。已知活塞横截面积S = 5.0×10^-3 m²，大气压强p₀ = 1.0×10⁵ Pa。

（1）此过程中缸内气体增加的内能ΔU为多少？
（2）此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终还要稳定在距气缸底高度h₁=0.50m处，需要在轻质活塞上放一个质量为多大的重物？

lmol理想气体的压强p与体积V关系如图所示。气体在状态A时的压强为p₀、体积为V₀，热力学温度为T₀，在状态B时的压强为2p₀，体积为2V₀，AB为直线段。已知该气体内能与温度成正比U=T（ 为比例系数）。求：

①气体在B状态时的热力学温度；
②气体从状态A变化到状态B的过程中，吸收的热量。

如图所示，为一气缸内封闭的一定质量气体的p-V图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有335J的热量传入系统，系统对外界做功126J。求：

①沿adb过程，系统对外界做功42J，则有多少热量传入系统？
②若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84J，问系统吸热还是放热？吸收或放出了多少热量？

如图所示，导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体，光滑活塞的横截面积S=100cm²，初始时刻气体温度为27℃，活塞到气缸底部的距离为h。现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t，然后保持温度不变，在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物，使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置。已知大气压强P₀=1.0×10⁵pa，环境温度保持不变，g取10m/s²，

①求t。
②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热，并说明理由。

如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了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。

①加热过程中，若A气体内能增加了ΔE₁，求B气体内能增加量ΔE₂
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T₂。求此时添加砂粒的总质量Δm。

如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg。若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm.求：

①此时左管内气体的温度为多少？
②左管内气体     （填“吸收”或“放出”） 的热量，      （填“大于”、“等于”或“小于”）外界对气体做的功。

）．（如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体 A 和 B。活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了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。

①加热过程中，若A气体内能增加了₁，求B气体内能增加量₂
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T₂。求此时添加砂粒的总质量。

若一条鱼儿正在水下10m处戏水，吐出的一个体积为1cm³的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为P₀=1.0×10⁵Pa，g=10m/s²，湖水温度保持不变．
①气泡在上升的过程中，气体吸热还是放热？请简述理由。
②气泡到达湖面时的体积多大？

）．（如图所示，圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p₀。若活塞固定，封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₁；若活塞不固定，仍使封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q₂。不计一切摩擦，在活塞可自由移动时，封闭气体温度升高1℃，活塞上升的高度h应为多少？

【改编】一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，T_A="300" K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与热力学温度成正比．求：

①气体处于C状态时的温度T_C；
②气体从C状态到B状态过程中放出的热量．