人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第3章 热力学定律 分层作业15 热力学第一定律与气体实验定律的综合问题.ppt

123456789101112解析A→B过程为等压过程,体积增大,温度升高,根据热力学第一定律ΔU=Q+W,温度升高,内能增大,体积增大,气体对外做功,则ΔU取正值,W取负值,Q必须取正值,故气体对外做的功小于从外界吸收的热量,A错误;B→C过程中压强减小,温度降低,由于体积不变,分子分布的密集程度一定,温度降低,分子运动的平均速率减小,可知B→C过程中,在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减少,B正确;根据理想气体状态方程得,解得TA=TB,可知状态A的气体分子平均动能等于状态C的气体分子平均动能,C错误;在p-V图像中,图线与V轴所围成的几何图形面积表示气体做的功,由图可知,A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功,D错误。12345678910111211.如图所示,一个开口向下内壁光滑的汽缸竖直吊在天花板上。汽缸口设有卡口,厚度不计的活塞横截面积S=2×10-3m2,质量m=4kg,活塞只能在汽缸内活动,活塞距汽缸底部h1=20cm,距缸口h2=10cm。汽缸内封闭一定质量的理想气体。已知环境的温度为T1=300K,大气压强p0=1.0×105Pa,g取10m/s2,汽缸与活塞导热性能良好。升高环境温度使活塞缓慢下降到缸口,继续升高温度至T2=900K时。(1)求此时气体的压强。(2)在此过程中气体从外界吸收Q=30J的热量,求气体内能的增加量ΔU。123456789101112答案(1)1.6×105Pa(2)14J解析(1)设气体初状态压强为p1对活塞由平衡条件得p0S=p1S+mg解得p1=8×104Pa气体初状态的温度T1=300K体积V1=h1S气体末状态的温度T2=900K体积V2=(h1+h2)S123456789101112(2)对于封闭气体,在此过程中外界对气体做功为W=-p1·ΔV=-8×104×2×10-3×0.1J=-16J由热力学第一定律ΔU=W+Q可得气体增加的内能为ΔU=-16J+30J=14J。12345678910111212.(2024江苏连云港高二期中)图甲为压气式消毒喷壶,若该壶容积为2L,内装1.4L的消毒液。闭合阀门K,缓慢向下压A每次可向瓶内储气室充入体积为0.05L、压强为1×105Pa的空气,多次下压后,壶内空气压强变为2×105Pa时,按下B阀门K打开,消毒液从喷嘴处喷出。已知储气室内空气可视为理想气体,充气和喷液过程中温度保持不变。(1)求充气过程向下压A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积。(2)喷液全过程,空气状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线,如图乙所示,估算喷液过程壶内空气从外界吸收的热量。C组核心素养拔高练123456789101112答案(1)12次0.6L(2)90J解析(1)壶中原来空气的体积V1=0.6L,由玻意耳定律得p1(nV0+V1)=p2V1解得n=12次最多喷射的液体ΔV=nV0=0.6L。由热力学第一定律ΔU=W+Q=0解得Q=90J。123456789101112题组一热力学第一定律与气体图像结合的问题1.(2024江苏淮安高二期中)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图像如图所示。下列说法正确的有()A.B→C的过程中,气体压强不变B.A→B的过程中,气体吸收热量C.A→B的过程中,气体对外界做功D.A→B→C的过程中,气体内能增加A组必备知识基础练A123456789101112解析由题图可知,B→C过程,V-T图线是过原点的直线,即为等压线,所以该过程气体压强不变,故A正确;由题图可知,A→B的过程中,气体温度不变而体积减小,气体内能不变,外界对气体做功,即ΔU=0,W0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知Q=ΔU-W=-W0,气体放出热量,故B、C错误;由题图可知,A→B→C过程中,气体温度降低,气体内能减少,故D错误。1234567891011122.(多选)(2024河北唐山高二期末)一定质量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p-V图像如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程,下列说法正确的是()A.气体经历过程1,外界对气体做功B.