高中物理热力学第一定律计算题

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，活塞的横截面积为S。初始时,气体的温度为T₀活塞的下表面与容器底部相距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，已知大气压强为Po，重力加速度为h不计活塞与气缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。（题中各物理量单位均为国际单位制单位）

一定量的气体内能增加了3×10⁵ J.
(1)若吸收了2×10⁵ J的热量，则是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？
(2)若气体对外界做了4×10⁵ J的功，则是气体放热还是从外界吸热？放出或吸收的热量是多少？

某科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可以忽略的水银柱，接口处用石蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示。该小组测得酒瓶容积为480cm³，玻璃管内部横截面积为0.4cm²，瓶口外的有效长度为48cm。当气温为7℃时，水银柱刚好在瓶口位置。

（1）求该气温计能够测量的最高气温
（2）假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收了3J热量，则在这一过程中该气体的内能变化了多少？（已知大气压p₀=1.0×10⁵Pa）

在压强---温度的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收热量为。图线AC反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求：
（1）从状态A到状态C过程，该气体对外界做功和其内能的增量；
（2）从状态A到状态B过程，该气体内能的增量及其从外界吸收的热量。

(选修模块3—3)
（1）下列叙述正确的是（  ▲ ）
A．一定质量的气体压强越大，则分子的平均动能越大
B．当分子间距离变大时，分子间引力和斥力都减小
C．外界对气体做正功，气体的内能一定增加
D．从分子动理论观点来看，决定物体温度的因素是分子势能
（2）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是    （ ▲ ）
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显
C．第一类永动机它违反能量守恒定律故不可能制成
D．容器内气体的压强是由容器中气体的重力作用引起的
（3）如图所示，是一定质量的理想气体状态变化的过程中密度ρ随热力学温度T变化的图线，由图线可判断A→B过程中气体的压强    ▲ （填“增大”“不变”或“减小”）， B到C过程气体压强  ▲ (填“增大”“不变”或“减小”)，B→C过程中  ▲ （填“气体膨胀对外做功”“气体不做功”或“外界对气体做功”）。

（4）我国陆地面积S = 9.6×10¹² m²，若地面大气压 P₀ = 1.0×10⁵Pa，地面附近重力加速度g = 10m/s²，空气平均犘尔质量为M₀ = 3.0×10^-2kg.mol^-1，附伏伽德罗常数N_A = 6.0×10²³ mol^-1。
①我国陆地上空空气总质量大约为多少？
②我国陆地上空空气总分子数大约为多少？