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1. 卡诺循环(Carnot cycle)是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的,以分析热机的工作过程,简化如下:如图所示,一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d再回到状态a,a→b是温度为
的等温过程,c→d是温度为
的等温过程,b→c和d→a为绝热过程(气体与外界无热量交换)。卡诺循环构建了从单一热源吸收热量用来做功的理想过程。下列说法正确的是( )
A.
a→b过程气体对外界做功内能减小
B.
b→c过程气体对外界做的功大于气体内能的减少量
C.
c→d过程单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数不变
D.
一个循环气体对外界做功大小为abcda所围图形面积
【考点】
热力学第一定律及其应用;
【答案】
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单选题
普通
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能力提升
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1. 航天员出舱前航天器先要“减压”,航天员从太空返回后航天器要“升压”。因此航天器专门做成了一个舱,叫“气闸舱”。其原理如图所示,相通的舱A、B之间装有阀门K,舱
中充满气体(视为理想气体),舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换,打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡,则舱内气体( )
A.
内能减小
B.
内能不变
C.
对外做功
D.
分子势能增大
单选题
容易
2. 如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是( )
A.
在自发扩散过程中,气体对外界做功
B.
气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变
C.
气体自发扩散前后内能相同
D.
气体在被压缩的过程中,内能减少
单选题
容易
3. 如图所示,密闭导热气缸被活塞分成左、右两室,起初左室气体压强小于右室,现让活塞缓慢移动直至两室气体压强相等,期间环境温度始终不变,则此过程中( )
A.
左室气体吸热,右室气体放热
B.
左室气体放热,右室气体吸热
C.
左、右室气体均吸热
D.
左、右室气体均放热
单选题
容易
1. 如图所示,汽缸开口向上置于水平面上,活塞与汽缸之间有一个气球,气球内、外有质量相等的同种气体,活塞静止,此时气球外部气体甲的压强小于气球内部气体乙的压强。现缓慢向下推动活塞,使其下降一段距离,气体甲的压强仍小于气体乙的压强。已知汽缸内和气球内的气体均可视为理想气体,活塞与汽缸均绝热,活塞与汽缸壁之间无摩擦,气球导热良好。则此过程中( )
A.
气体甲内能增加量大于气体乙内能增加量
B.
气体甲的每个气体分子做无规则热运动的速率均加快
C.
活塞对气体甲做的功等于气体甲内能增加量
D.
活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和
单选题
普通
2. 如图所示是一种儿童玩具“吡叭筒”,由竹筒和木棍组成,在竹筒的前后两端分别装上“叭子”(树果子或打湿的小纸团)。叭子密封竹筒里面的空气,迅速推动木棍,前端的叭子便会从筒口射出。则迅速推动木棍过程中(叭子尚未射出),竹筒中被密封的气体( )
A.
压强增大
B.
温度不变
C.
内能不变
D.
每个分子的动能都变大
单选题
普通
3. 如图所示,一用锁钉锁定的导热活塞将导热汽缸分成体积相等的左右两室,开始时气体压强之比为5:3;拔出锁钉后,活塞移动并最终保持稳定状态。外界温度恒定。则下列说法正确的是( )
A.
右室气体吸热
B.
左室气体吸热
C.
右室气体对左室气体做正功
D.
左室气体分子平均速率变大
单选题
普通
1. 如图所示,用活塞将一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的气缸内,已知环境初始温度T
0
=300K,活塞距汽缸底部的高度h
0
=27cm,大气压强p
0
=1.0×10
5
Pa,活塞面积S=10cm
2
, g取10m/s
2
, 不计活塞质量和厚度,汽缸内壁光滑。现将质量m=5kg的物体放在活塞上,活塞向下移动。
(1)求活塞稳定后气体的压强和活塞距汽缸底部的高度;
(2)活塞稳定后再将环境温度缓慢升高至T=400K,若升温过程中气体吸收20J的热量,求该过程中气体的内能变化量。
解答题
普通
2. 一定质量的理想气体由状态a开始,经历ab、bc、ca三个过程回到状态a,其p-V图像如图所示,其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同,a→b的过程中气体向外界放出热量大小为Q,下列说法正确的是( )
A.
a、c状态下气体的内能相等
B.
a→b的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C.
b→c的过程中气体从外界吸收热量,大小为
D.
的整个过程中气体对外界做功,大小为
多选题
普通
3. 如图所示,一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程,其中a→b为等温过程,状态b、c的体积相同,则a→c过程中气体对外界
(选填“做正功”“做负功”或“不做功”),该过程中气体
热量(选填“吸收”或“放出”)。
填空题
普通
1. 如图所示一足够高绝热汽缸放置于水平地面上,固定在缸壁上导热隔板A和可动绝热活塞B在汽缸内形成两个封闭空间,活塞B与缸壁的接触光滑但不漏气,B的上方为大气,A与B之间以及A与缸底之间都充满质量相同的同种理想气体。系统在开始时处于平衡状态,A与缸底空间有电炉丝E对气体缓慢加热,活塞B质量为m,活塞截面积为S,大气压强为p
0
, 重力加速度为g,开始AB相距H,汽缸内气体温度为T。在加热过程中:
(1)
A、B之间的气体经历
(填等容、等压或等温)过程,A以下气体经历
(填等容,等压或等温)过程;
(2)
气体温度上升至2T,活塞B上升的高度?
(3)
气体温度上升至2T,AB间的气体吸收的热量与A以下气体净吸收的热量之差为多少?
解答题
困难
2. 一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积保持不变。开始时内部封闭气体的压强为
, 经过太阳暴晒,气体温度由初始时的
升至
。
(1)
在此过程中,气体分子的平均动能
(选填“增大”、“减小”或“不变”),气体分子的数密度
(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)
求温度升至
时气体的压强;
(3)
保持
不变,从出气口缓慢放出部分气体,使气体压强再变回到
, 放气过程中集热器内剩余气体是吸热还是放热?求剩余气体的质量与原来总质量的比值。
解答题
普通
3. 如图所示,一汽缸缸导热性能良好,汽缸内用质量为0.2kg、横截面积为
的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。室温时气体的体积
, 将汽缸竖直放置于恒为47℃的水池中,稳定后封闭气体的体积
。已知室内大气
, g取
, 不计活塞与缸壁间的摩擦,封闭气体内能U与温度T满足
。求:
(1)
室温是多少;
(2)
将汽缸放入恒温水池后,封闭气体从水中吸收的热量Q。
解答题
普通