高中物理竞赛热力学.ppt

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第 8 章 热力学;§8-1 热平衡与平衡状态;系统达到热平衡的条件;三、热力学过程;准静态过程;系统(初始温度 T1)从 外界吸热;理想气体 :;如:;刚性多原子分子;系统的内能只与系统温度有关,是状态量。;做功可以改变热力学系统的状态(内能) 摩擦升温(机械功)、电加热(电功)等 本章仅限于讨论力学的功(气体系统);P;系统和外界温度不同时,就会发生传热形式的能量交换,热量传递可以改变系统的状态。;量热学的结论:;有三个物理性质完全相同的物体A和一个物体B。若把一个A和B放在一起时,经过充分的热量交换,A和B组成的系统温度比B的温度高了5oC。再把一个A和A+B系统放在一起时,经过充分的热量交换,A+A+B系统温度比A+B的温度高3oC了。若把第三个A和A+A+B系统放在一起时,经过充分的热量交换, A+A+A+B系统温度比A+A+B高_________________oC。 (不考虑系统与外界的热量交换) ;设A的比热容、质量、初温分别为,B的比热容、质量、初温为则;8-3 热力学第一定律;等容过程;等压过程;结论:;绝热过程;绝热过程;对于一定量的气体,下列过程中违反热力学第一定律的是( )。 (A)在恒温条件下,气体绝热膨胀; (B)气体从外界吸收热量而保持温度不变; (C)在绝热条件下,体积不变而温度升高; (D)气体对外做功的同时向外界放出热量。;如图,一定质量的理想气体状态变化过程为A→B→C→D。在A→B,B→C,C→D三个过程中,气体对外作功的过程有_____________________,放热过程有__________________。;一端开口,一端有阀门的玻璃管A,用橡皮管与两端开口的玻璃管B相连。两根玻璃管均竖直放置。在打开阀门时灌入适量水银,如图所示。关上阀门后,缓慢提起B管,有( )。 (A) A管中气体体积不变,压强不变 (B) A管中气体体积减小,压强增大 (C) A管中气体与外界不发生热传递 (D) A管中气体向外界放热;如图所示,a、b、c 分别是一定质量的理想气体的三个状态点,设a、b、c 状态的气体密度和内能分别为ρa、ρb、ρc 及 Ea、Eb、Ec,则下列关系中正确的 是( )。 (A)ρaρbρc,EaEbEc (B)ρaρb=ρc,Ea=EbEc (C)ρa=ρbρc,EaEb=Ec (D)ρa=ρbρc,EaEb=Ec;如图表示一定质量的理想气体,沿箭头所示方向发生状态变化的过程,则下列说法正确的是 ( )。 (A) 从状态 c 到状态 d,气体的压强减小 (B) 从状态 d 到状态 b,外界对气体做功,且等于气体放出的热量 (C) 从状态 a 到状态 c,气体分子平均动能变大 (D) a、b、c、d 四个状态相比,气体在b状态时的压强最大;如图所示,有一导热板把绝热气缸分成A和B两部分,分别充满两种不同气体。在平衡态下,A和B两种气体的温度相同。当活塞缓慢运动压缩绝热气缸A内的气体时,( )。;如图所示为一定质量理想气体状态由A至B,至C,至D,又回到 A 变化的 p – T 图线,可以判定是放热过程的是( )。 (A)由A状态至B状态 (B)由B状态至C状态 (C)由C状态至D状态 (D)由D状态回至A状态 ;(1)从图中可以知道,A→B是等容过程,因为体积不变,所以气体做功 W = 0,又因为TB TA温度升高,气体内能增大,Q0,所以一定在吸热。;在竖直放置的密闭绝热容器中,有一质量为 m 的活塞,活塞上方为真空,下方封闭了一定质量的单原子理想气体。接通容器中功率为 N 的加热器对气体加热,活塞开始缓慢地向上运动。求经过多少时间,活塞上升 H。(不计活塞的吸热和摩擦);解:设被封理想气体的摩尔数为n。气体等压膨胀做的功;真空中有一绝热筒状气缸。最初,活塞A由支架托住,其下容积为10L,由隔板B均分为二:上部抽空,下部有1mol的氧,温度为27℃。抽开B,气体充满A的下部空间。平衡后,气体对A的压力刚好与A的重力平衡。再用电阻丝R给气体加热,使气体等压膨胀到20L。求抽开B后整个膨胀过程中气体对外做的功和吸收的热量。;解:由于B板上部原来是真空,所以抽开B板后气体做的是自由膨胀,平衡后,气体的状态为; 在一个绝热壁气缸内,有一个装有小阀门L的绝热活塞。气缸A端装有电加热器。起初活塞位于气缸B端,缸内装有温度为T0的理想气体,忽略摩擦。现把活塞压至A、B中点,并用销钉将活塞固定。此过程外力做功W,左部气体温度变成了T。然后开启活塞上的阀门,经过足够长的时间再关闭。拔出销钉,并用电热器加热左部气体。最后左室内气体的压

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