内容正文:
在状态C,气体质量为m=ρ×2V0
则分子数为 N=mMNA=
2ρV0
M NA
.
16.(1)增加20J (2)240K
解析:(1)由热力学第一定律得
ΔU=Q+W=420J-400J=20J
ΔU 为正,则气体内能增加.
(2)由理想气体状态方程得pA
VA
TA
=pC
VC
TC
解得状态C 的温度TC=240K.
17.(1) p0
SL
2(p0S-mg)
(2) p0
SmgL
2(p0S-mg)
-W
解析:(1)汽缸刚要离开地面时,对活塞和汽缸
整体,由平衡条件可知F=mg
活塞处于平衡状态,设此时封闭气体压强为p,
有F+pS=p0S
此过程气体做等温变化,设此时活塞距汽缸底
的距离为L′,由玻意耳定律有
pSL′=p0S×
1
2L
,
联立各式,解得L′= p0
SL
2(p0S-mg)
.
(2)此过程中力F 对活塞做正功,环境气体对
活塞做负功,封闭气体对活塞做正功,总功为
零,设封闭气体对活塞做的功为W0,有
W+W0=p0S(L′-
1
2L
)
由于封闭气体温度不变,所以 其 内 能 保 持 不
变,由热力学第一定律知,封闭气体对活塞所
做的功等于其吸收的热量,有Q=W0
解得Q= p0
SmgL
2(p0S-mg)
-W.
18.(1)250K (2)1600J
解析:(1)由题意知,活塞位置不变,汽缸内气
体做等容变化.
由查理定理可知p1
T1
=p2T2
其中p1=p0+ρgh1≈1.2×10
5 Pa,p2=p0=
1.0×105Pa,T1=300K
解得T2=250K.
(2)解除对活塞的锁定后,气体压强p3=p0=
1.0×105Pa
由盖 吕萨克定律知
V2
T2
=
V3
T3
解得T3=300K
因为T3=T1=300K,所以初、末状态气体内
能相等,而第一个变化过程是等容变化,气体
不对外做功,第二个变化过程中气体膨胀对外
做功,故气体应从外界吸收热量,吸收的热量
等于第二个变化过程中气体膨胀对外做的功,
即Q=p0ΔV=1600J.
期中测试卷(一)
1.D 根据热力学规律可知,内能传递的方向是从
温度高的物体向温度低的物体传递,所以甲、乙
两个不同的物体,当它们接触后,温度高的物体
甲会向温度低的物体乙传递热量,与物体的质
量、比热容、内能的大小无关,故 D正确,A、B错
误;热量是热传递的过程中能量转移大小的量
度,不能说某一个物体的热量多,故C错误.
2.D 由于液体表面层分子间距离大于液体内部
分子间距离,分子间表现为引力,液体表面存在
张力,故 A 错误.扩散是指不同的物质相互接
触时,彼此进入对方的现象,是由物质分子的无
规则运动产生的;布朗运动是悬浮微粒的无规
则运动,不是分子的无规则运动,故扩散运动不
是布朗运动,故B错误.大颗粒的盐磨成细盐,
不改变盐的晶体结构,仍是晶体,故 C 错误;第
二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但是违
反热力学第二定律,故 D正确.
3.A 分子直径的数量 级 是 10-10 m,利 用 放 大
1000倍的高倍光学显微镜是看不到的分子的
无规则运动的,故 A 错误;当有些物质溶解达到
饱和度时,会达到溶解平衡,所以有些物质在适
当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶
态,故B正确;煤炭、石油在利用时,会产生二氧
化碳、灰尘等有害物质,为避免对环境的危害,
必须提高利用率,故 C正确;由气体压强的微观
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解释可知,压强取决于单位时间内气体分子撞
击容器壁单位面积的次数(体积)和分子的无规
则运动程度即分子的平均动能(温度),所以气
体温度升高、体积增大、压强不变时,气体分子
在单位时间内撞击容器壁单位面积的次数一定
减少,故 D正确.
4.C r0 是分子的平衡距离,r>r0 阶段,分子力表
现为引力,相互靠近时分子力F 做正功,分子动
能增加,势能减小,故 A 错误;在r<r0 阶段,分
子间的作用力表现为斥力,相互靠近时分子力
F 做负功,分子动能减小,势能增加,故 B错误;
由上述分析可知,当r等于r0 时,分子势能最
小,动能最大,故