微专题79 气体实验定律与热力学定律综合应用

微专题79气体实验定律与热力学定律综合应用1.如图5所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口h＝50cm，活塞面积S＝10cm2，封闭气体的体积为V1＝1500cm3，温度为0℃，大气压强p0＝1.0×105Pa，重物重力G＝50N，活塞重力及一切摩擦不计.缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了Q＝60J的热量，使活塞刚好升到缸口.整个过程重物未触地，求：图5(1)活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？(2)汽缸内气体对外界做多少功？(3)气体内能的变化量为多少？答案(1)364K(2)25J(3)35J解析(1)封闭气体的初态：V1＝1500cm3，T1＝273K末态：V2＝1500cm3＋50×10cm3＝2000cm3缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化则有＝解得T2＝364K(2)设封闭气体做等压变化时的压强为p对活塞：p0S＝pS＋G汽缸内气体对外界做功W＝pSh解得W＝25J(3)由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量ΔU＝Q－W得ΔU＝35J故汽缸内的气体内能增加了35J2.一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量m＝20kg，横截面积S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12cm，离汽缸口的距离L2＝3cm。外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10m/s2，求：(1)此时气体的温度为多少？(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？解析：(1)当汽缸水平放置时，p0＝1.0×105Pa，V0＝L1S，T0＝(273＋27)...