清北学堂自主招生理科精英热学篇.doc

第一节 气体性质 例1（09清华）一根截面均勻、不变形的U型细塑料管,两臂长分别为l0= 20. 0 cm和h0 = 180. 0 cm,竖直放置,图示，管内灌有水银,长管上端开口；短管上端封闭，管内封着长l =10.0cm的空气柱。长管及横管中的水银柱长度分别为h = 60.0 cm和x = 10. 0 cm，大气压强p0 = 76.0cmHg。现将此管绕通过长管拐角点A且与塑料管所在平面相垂直的轴线沿逆时针方向缓慢地转过180°然后将长管的开口端迅速截去50.0cm,求与管内封闭的空气相接触的水银面最后位置。 练习1(09华约)图示，外界大气压强p0=76cmHg,初始温度27℃。缓慢加热，当水银全部溢出时，空气柱温度为多少？ 例2（15竞赛）截面积S密闭容器中，质量M活塞把容器隔成Ⅰ、Ⅱ两室，Ⅰ为饱和水蒸气，Ⅱ质量m氮气。活塞可无摩擦滑动。原来，容器水平放置在桌面上。活塞平衡时，气温均为= 373K，压强同为。将整个容器缓慢转到直立，温度仍是，少量水蒸气液化成水。水的汽化热L，水和氮气摩尔质量分别为。求在整个过程中，Ⅰ系统与外界交换的热量。 练习2(9预赛)图示，在一内径均匀绝热的环形管内，有三个薄金属片制成的活塞将管隔成三部分，活塞的导热性和封闭性良好，且可无摩擦地在圆环内运动。三部分中盛有同一种理想气体。容器平放在水平桌面上，起始时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分气体的压强都是p0，温度分别是t1=－3℃，t2=47℃，t3=27℃，。夹角α1=90°，α2=120°，α3=150°。(1)平衡时，三个活塞到圆环连线的夹角各是多少 (2)平衡时气体的温度和压强。 例3(26预赛)L2是轻质刚性细杆连结活塞活塞与气缸壁的接触是光滑不漏气， M2的截面积是M1的2倍，M2的右侧为大气压强P0是恒定的K 是电热丝初始时，两活塞平衡，以V10和V20表示L1和L2的体积现通过K对气体缓慢加热一段时间后停止加热，让气体重新达到平衡态加热L1和L2压强、。AB之间封闭着一定质量的理想气体。两活塞外侧大气压强。活塞B中心连一不能伸长的细线的另一端固定在墙上。当气温，活塞AB的平衡位置图示，线张力。 （1）温度从540缓慢下降为多少时活塞开始右移（2）温度降为多少时A刚右移2l（3）活塞A移到两筒联接处，温度不变，对B施加一向左推力，两活塞慢慢推向左方，直到线拉力变为30N．求外力F2是多大？ 例4（14预赛）图示，一薄壁钢筒竖直放在水平桌面上，桶内有一与底面平行并可上下移动的活塞 K,它将筒割成AB两部分，总容量V=8.31×10-2m3 ，活塞导热性能良好，与桶壁无磨擦，不漏气。筒的顶部轻轻放上一质量与活塞K相等的铅盒，盖与筒的上端边缘接触良好 ( 无漏气缝隙 )。当桶内温度t=27℃活塞上方A中盛有nA=3.00摩尔的理想气体,下方B中盛有 nB=0,400摩尔的理想气体,B中气体中体积占总容积的1/10。现对桶内气体缓慢加热， 把一定的热量传给气体，当达到平衡时,B 中气体体积变为占总容积1/9。问桶内气体温度t′是多少?已知桶外大气压强p0=1.04×105帕，普适气体常数R=8.31焦/摩尔.开。 . 练习5（3预赛）图中直线AB为一定质量的理想气体等容过程的p－t图线，原点O处的压强p＝0，温度t＝0。现先使该气体从状态A出发，经过一等温膨胀过程，体积变为原来体积的2倍，然后保持体积不变，缓慢加热气体，使之到达某一状态F。此时其压强等于状态B的压强，试用作图方法，在所给的p－t图上，画出F的位置。一定质量的理想气体由状态A经过图中所示过程变到状态B。在此过程中气体的密度 Ａ一直变小 Ｂ一直变大 Ｃ先变小后变大 Ｄ先变大后变小 练习7(10上海)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于且与水平轴平行，与平行，则气体体积在A 过程中不断增加 B 过程中保持不变 C 过程中不断增加 D 过程中保持不变 和体积满足。,为常量,＞1。外界对气体做功式中和,分别表示末态和初态的体积。若活塞不动，叶片以角速度做匀速转动，压强的改变量和时间满足，式中为气体的体积，表示气体对叶片阻力的力矩。现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出气体原来所处的状态与另一已知状态之间的内能之差。（结果要用状态、的压强、和体积、及常量表示） 图1 例8 (92高考)图示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横