热力学第一定律的适用条件******************(2)

1 2 3 (2)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图8所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积 答案 解析 处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75。0 cmHg。环境温度不变。(结果保留三位有效数字) 图8 答案144 cmHg9。42 cm 1 2 3 解析设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′。以cmHg为压强单位。 由题给条件得: p1＝p0＋(20。0－5。00) cmHg＝90 cmHgl1＝20。0 cm① l1′＝(20。0－ ) cm＝12。5 cm② 由玻意耳定律得 p1l1S＝p1′l1′S③ 1 2 3 联立①②③式和题给条件得 p1′＝144 cmHg④ 依题意 p2′＝p1′⑤ l2′＝4。00 cm ＋cm－h＝11。5 cm－h⑥ 由玻意耳定律得 p2l2S＝p2′l2′S⑦ 联立④⑤⑥⑦式和题给条件得 h≈9。热力学第一定律的适用条件

42 cm 1 2 3 3。(2015·新课标全国Ⅰ·33(2))如图9，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1＝2。50 kg，横截面积为S1＝80。0 cm2；小活塞的质量为m2＝1。50 kg，横截面积为S2＝40。0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距为l＝40。0 cm；汽缸外大气的压强为p ＝1。00×105 Pa，温度为T＝303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距 ，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2。求： 图9 1 2 3 ①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度； 答案 解析 答案330 K 解析大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得 初状态V1＝ (S1＋S2)，T1＝495 K 末状态V2＝lS2 代入可得T2＝ T1＝330 K 1 2 3 解析对大、小活塞受力分析则有 m1g＋m2g＋pS1＋p1S2＝p1S1＋pS2 可得p1＝1。1×105 Pa 缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得 T3＝T＝303 K 解得p2＝1。

01×105 Pa ②缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强。 答案 解析 答案1。01×105 Pa 1 2 3 * * * * * * * * * * * * 第1讲热学 专题十选考部分(3-3 3-4) 高考题型2气体实验定律的应用 高考题型3热学中的综合问题 高考题型1热学基本知识 高考题精选精练 热学基本知识 高考题型1 例1(2017·全国卷Ⅰ·33(1))氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图1中两条曲线所示。下列说法正确的是________。 A。图中两条曲线下的面积相等 B。图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C。图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形 D。图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E。与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分 子数占总分子数的百分比较大 答案 解析 √ 图1 √ √ 解析根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示总分子数，所以题图中两条曲线下的面积相等，选项A正确； 温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确； 根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误； 由图线可知100 ℃时的氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比比0 ℃ 时的百分比小，选项E错误。