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。

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？

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（摄氏）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如何变化，变化了多少？

如图所示，一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V₀，气体最初的压强为p₀/2，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定，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，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为p₀，重力加速度为g。若一定质量理想气体的内能仅由温度决定，求：

①活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V；
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q。

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。

（1）下列说法正确的是     。

A．同种物质不可能以晶体或非晶体两种形态出现

B．冰融化为同温度的水时，分子势能增加

C．分子间引力随距离增大而减小，而斥力随距离增大而增大

D．大量分子做无规则运动的速率有大有小，所以分子速率分布没有规律

（2）已知二氧化碳摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N _A，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ。现有该状态下体积为V 的二氧化碳，则含有的分子数为    。实验表明，在2500m深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。将二氧化碳分子看作直径为D的球，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为    。
（3）如图，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，内能增加了10J。已知该气体在状态A 时的体积为1.0×l0 ^-3 m³。求：

①该气体在状态B 时的体积；
②该气体从状态A 到状态B 的过程中，气体与外界传递的热量。

如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×10⁵ Pa，吸收的热量Q＝7.0×10² J，求此过程中气体内能的增量．

(1)(4分)我国已开展空气中PM 2.5浓度的监测工作。PM 2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进人血液对人体形成危害，矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM 2.5的主要原因。下列关于PM 2.5的说法中正确的                    (填写选项前的字母)

A．PM 2.5在空气中的运动属于分子热运动

B．温度越高，PM 2.5的无规则运动越剧烈

C．PM 2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈

D．由于周围大量空气分子对PM 2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动

（2）(8分)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,横截面积为S0 。初始时气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g,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）

）．（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。

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，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T₁。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T₂。已知大气压强为p₀，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦，求：

①活塞上升的高度；
②加热过程中气体的内能增加量。

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。

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，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，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为P0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1’=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。