高中物理热力学第一定律计算题

(9分) 如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p₀，重力加速度为g。

①求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定)．

）（如图所示，水平放置一个长方体气缸，总体积为V，用无摩擦活塞（活塞绝热、体积不计）将内部封闭的理想气体分为完全相同的A、B两部分。初始时两部分气体压强均为P，温度均为T。若使A气体的温度升高，B气体的温度保持不变，求

(i)A气体的体积变为多少?
(ii)B气体在该过程中是放热还是吸热？

如图所示，导热性能良好、开口向上的气缸，用截面，质量活塞封闭着高理想气体，气体的温度T₁="400" K。现使外界环境温度缓慢降低至T₂，此过程中气体放出热量740 J，内能减少了500J。不计活塞与气缸间的摩擦，外界大气压强求T₂。

某学校科技兴趣小组，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忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图所示。已知该装置密封气体的体积为480cm³，玻璃管内部横截面积为0. 4 cm²，玻璃管在瓶口外的有效长度为48 cm。当气温为7℃时，水银柱刚好处在瓶口位置。

（1）求该气温计能测量的最高气温。
（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3J热量，则在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？（已知大气压为1 × 10⁵ Pa）

如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.

①求气体在状态B的温度；
②由状态B变化到状态C的过程中，气体的内能增加还是减少（不需阐述理由）？

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气体处于C状态时内能E_C．

如图所示, 一圆柱形绝热容器竖直放置, 通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t₁的理想气体, 活塞的质量为m, 横截面积为S, 与容器底部相距h₁.现通过电热丝给气体加热一段时间, 使其温度上升到t₂, 若这段时间内气体吸收的热量为Q, 已知大气压强为p₀, 重力加速度为g, 求:

①气体的压强.
②这段时间内活塞上升的距离是多少？
③这段时间内气体的内能变化了多少？

如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300K.

（1）求气体在状态B的温度；
（2）由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．

（9 分）如图所示，将一个绝热的汽缸竖直放在水平桌面上，在汽缸内用一个活塞封闭一定质量的气体．在活塞上面放置一个物体，活塞和物体的总质量为m，活塞的横截面积为S．已知外界的大气压为P₀，不计活塞和汽缸之间摩擦．在汽缸内部有一阻值为R的电阻丝，电源的电压为U，在接通电源t时间后，发现活塞缓慢上升h高度．已知重力加速度为g，求
①外界对气体做多少功；②在这一过程中气体的内能改变了多少？

如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T₀、压强为1.2p₀的理想气体．p₀和T₀分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：

①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V₁；
②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.

如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm²，厚度不计．当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m／s²，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变

①将气缸倒过来放置，若温度上升到127℃，此时气柱的长度为20cm，求大气压强．
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．

如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。开始时活塞距气缸底的高度为，气体温度为。给气缸加热，活塞缓慢上升到距气缸底的高度为处时，缸内气体吸收Q=450J的热量。已知活塞横截面积，大气压强。求：

①加热后缸内气体的温度。
②此过程中缸内气体增加的内能。

如图所示，A、B气缸的长度均为60 cm，截面积均为40 cm²，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门．整个装置均由导热材料制成．原来阀门关闭，A内有压强p_A = 2.4×10⁵ Pa的氧气．B内有压强p_B = 1.2×10⁵ Pa的氢气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡．（假定氧气和氢气均视为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略，环境温度不变）求：

①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；
②活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热（简要说明理由）.

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A到B过程为等压变化，B到C过程为等容变化。已知V_A=0.3m³，T_A=Tc=300K、T_B=400K。
（1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明B到C过程压强变化的微观原因
（3）设A到B过程气体吸收热量为Q₁，B到C过程气体放出热量为Q₂，比较Q₁、Q₂的大小说明原因。

）（如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距汽缸底高度h₁＝0.50 m，气体的温度t₁＝27 ℃.给汽缸缓慢加热至t₂＝207 °C，活塞上升到距离汽缸底某一高度h₂处，此过程中缸内气体增加的内能ΔU＝300 J．已知活塞横截面积S＝5.0×10^－3 m²，大气压强p₀＝1.0×10⁵ Pa.求：

①活塞距离汽缸底h₂；
②此过程中缸内气体吸收的热量Q.