如图所示,竖直放置的圆筒形注射器,活塞上端接有气压表,能够方便测出所封闭理想气体的压强.开始时,活塞处于静止状态,此时气体体积为30cm3,气压表读数为1.1×105Pa.若用力向下推动活塞,使活塞缓慢向下移动一段距离,稳定后气压表读数为2.2×105 Pa.不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变.
①简要说明活塞移动过程中,被封闭气体的吸放热情况;
②求活塞稳定后气体的体积;
③对该过程中的压强变化做出微观解释。
如图l所示,导热性能良好的气缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg,横截面积50 cm2,厚度l cm,气缸全长25 cm,气缸质量20 kg,大气压强为1×105Pa,当温度为17℃时,活塞封闭的气柱长10 cm。现在用一条细绳一端连接在活塞上,另一端通过两个光滑的定滑轮后连接在一个小桶上,如图2所示。开始时活塞静止。现不断向小桶中添加细沙,使活塞缓慢向上移动(g取l0m/s2)
①通过计算判断气缸能否离开台面。
②活塞缓慢向上移动过程中,气缸内气体是________(填“吸热”或放热“),气体的内能__________(填“增加”或“减少”或“不变”)
(1)下列关于热现象的描述正确的是( )
a.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
c.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
d.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的
(2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米,再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化,如图所示,导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,气缸所处海平面的温度To=300K,压强P0="1" atm,封闭气体的体积Vo=3m2。如果将该气缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10m深的海水产生的压强)。
②下潜过程中封闭气体___________(填“吸热”或“放热”),传递的热量__________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。
[选修3-3]
(1)如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是 。
A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力
B.当r小于r2时,分子间的作用力表现为斥力
C.当r由∞到r1变化变化过程中,分子间的作用力先变大再变小
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功
(2)一定质量的理想气体压强p与体积V的关系图象如图,AB、BC分别与p轴、V轴平行,气体在状态A时温度为T0,则在状态C时的温度为 ;从状态A经状态B变化到状态C的过程中,气体对外界做功为W,内能增加了ΔU,则此过程中该气体吸收的热量为 。
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留1位有效数字)
某次科学实验中,从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸,把它放在大气压强为P0=1atm、温度为t0=27oC的环境中自然冷却。该气缸内壁光滑,容积为V=1m3,开口端有一厚度可忽略的活塞。开始时,气缸内密封有温度为t=447oC、压强为P=1.2atm的理想气体,将气缸开口向右固定在水平面上,假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的。求:
①活塞刚要向左移动时,气缸内气体的温度t1;
②最终气缸内气体的体积V1;
③在整个过程中,气缸内气体对外界 (填“做正功”“做负功”或“不做功”),气缸内气体放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量。
[选修3-3]
如图所示,一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a。已知a、c的连线平行于横轴,b、d连线垂直于横轴。
(1)对于该气体的状态变化过程,下列说法正确的是 。
A.状态b的压强大于状态c的压强 |
B.从状态a到状态b,气体分子的平均动能逐渐减小 |
C.从状态c到状态d,气体的体积减小,内能增大 |
D.从状态d到状态a,气体对外界做功 |
(2)从状态b到状态c,气体 (选填“吸收”或“放出”)热量;若在从状态b到状态d的过程中,气体对外做功40kJ,那么气体在该过程中吸收的热量为 kJ。
(3)空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水份越来越少,人会感觉干燥。某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V=1.0×103 cm3。已知水的密度=1.0×103 kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。试求该液化水中含有水分子的总数N。(结果保留一位有效数字)
(1)下列说法正确的是________.
A.温度可以自发地从高温物体传递到低温物体 |
B.分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能 |
C.第二类永动机不可能制成的原因是其违背了能量守恒定律 |
D.热量能够从低温物体传递到高温物体 |
(2)如图甲所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置,横截面积S=2×10-3 m2、质量m=4 kg,厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离为24 cm,在活塞的右侧12 cm处有一对与汽缸固定连接的卡环,气体的温度为300 K,大气压强p0=1.0×105 Pa.现将汽缸竖直放置,如图乙所示,取g=10 m/s2.求:
①活塞达到卡环时的温度;
②加热到675 K时封闭气体的压强.
(1)根据分子动理论,对下列现象解释正确的是( )
A.花香袭人,说明分子永不停息地做无规则运动 |
B.海绵容易压缩,说明分子间存在引力 |
C.滴进水中的红墨水迅速散开,说明分子间存在斥力 |
D.浑浊液静置后变澄清,说明分子间既有引力又有斥力 |
(2)①一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化,变化顺序为a→b→c→d,图中坐标轴上的符号p指气体压强,V指气体体积,ab线段延长线过坐标原点,cd线段与p轴垂直,da线段与轴垂直.气体在此状态变化过程中属于等温变化过程的是________,在b→c的变化过程中气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”).
②现在轿车已进入普通家庭,为保证驾乘人员人身安全,汽车增设了安全气囊,它会在汽车发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN3)爆炸时产生气体(假设都是N2)充入气囊,以保护驾乘人员.若已知爆炸瞬间气囊容量为70 L,氮气的密度ρ=1.25×102 kg/m3,氮气的平均摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1,试估算爆炸瞬间气囊中N2分子的总个数N.(结果保留一位有效数字)
(1)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A. |
分子力先增大,后一直减小 |
B. |
分子力先做正功,后做负功 |
C. |
分子动能先增大,后减小 |
D. |
分子势能先增大,后减小 |
E. |
分子势能和动能之和不变 |
(2)如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门,两气缸的容积均为气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为和;左活塞在气缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为。现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为,不计活塞与气缸壁间的摩擦。求:
(i)恒温热源的温度;
(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积。
利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下:
①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接,并注入适量的水,另一端插入橡皮塞,然后塞住烧瓶口,并在A上标注此时水面的位置K;再将一活塞置于10ml位置的针筒插入烧瓶,使活塞缓慢推移至0刻度位置;上下移动B,保持A中的水面位于K处,测得此时水面的高度差为17.1cm。
②拔出橡皮塞,将针筒活塞置于0ml位置,使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口;然后将活塞抽拔至10ml位置,上下移动B,使A中的水面仍位于K,测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。(玻璃管A内气体体积忽略不计,ρ=1.0×103kg/m3,取g=10m/s2)
(1)若用V0表示烧瓶容积,p0表示大气压强,△V示针筒内气体的体积,△p1、△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小,则步骤①、②中,气体满足的方程分别为_______________、_______________。
(2)由实验数据得烧瓶容积V0=_____ml,大气压强p0=____Pa。
(3)(单选题)倒U形玻璃管A内气体的存在
A.仅对容积的测量结果有影响 |
B.仅对压强的测量结果有影响 |
C.对二者的测量结果均有影响 |
D.对二者的测量结果均无影响 |