经典热学题目解析
热学 解析版Word版含解析
热学1.北方的冬天天气比较寒冷，房间内一般都要安装暖气片供暖。
在房间暖气片温度保持不变的情况下，房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。
研究表明，房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。
当外界温度为—23℃时，房间内的温度长时间保持13℃不变；当外界温度为—18℃时，房间内温度长时间保持16℃不变，则房间内暖气片的温度应为______℃。
当房间内温度长时间保持25C 不变时，外界温度为______℃。
2．当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。
对于一长度为L 、横截面积为S 的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为△T 时，△t 时间内从高温端向低温端传递的热量△Q 满足关系式： t LTkS Q ∆∆=∆.；其中k 为棒的导热系数。
如图所示，长度分别为L 1、L 2，导热系数分别为k 1、k 2，的两个横截面积相等的细棒在D 处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。
若L 1∶L 2=1∶2，k 1∶k 2=3∶2，则在稳定状态下，D 处的温度为 （ ） A ．375开 B ．360开 C ．350开 D ．325开 【参照答案】A【名师解析】：设在稳定状态下，D 处的温度为T ，则对于长度为L 1的细棒，()11400-k S T Q t L ∆=∆，对于长度为L 2的细棒，()22300k S T Q t L -∆=∆，联立解得T=375K ，选项A 正确。
【点评】此题考查热传递及其相关知识。
3（2013第五届中学生数理化学科能力展示高二）实验表明，当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递（即热传导现象）。
比如对一长为L 、横截面积为S 的细棒，当两端的温度差维持在△T 时，在稳定状态下，△时间内高温端向低温端的热量传递△Q 满足关系式△Q =kS △t △T/L ，式中k 为细棒材料的导热系数。
如图所示，长度分别为L 1、L 2，导热系数分别为k 1、k 2的两个横截面积相等的细棒在O 处对接，两细棒的两端分别与稳定为T 1、T 2的两个恒温热源有良好接触，则在稳定状态下，两个细棒对接处O 的温度T= 。
(完整版)热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
高中物理热学题解析
高中物理热学题解析热学是高中物理中的一个重要部分，涉及到热量、温度、热传导、热膨胀等概念和原理，是学生们容易感到困惑的内容之一。
本文将通过具体的题目举例，解析高中物理热学题目的考点，并给出解题技巧和指导，帮助学生更好地理解和掌握热学知识。
1. 热传导题目题目：两根长度相等的铁棒，一根温度为100℃，另一根温度为0℃，两者相接触后达到热平衡，求最终的温度。
解析：这是一道典型的热传导题目。
热传导是物体内部热量从高温区向低温区传递的过程。
根据热传导的基本原理，热量会从高温物体传递给低温物体，直到两者达到热平衡。
在这道题目中，两根铁棒接触后，热量会从100℃的铁棒传递给0℃的铁棒，直到两者温度相等。
解题技巧：根据热传导的原理，我们可以利用热传导的公式来解决这个问题。
热传导公式为：Q = k * A * △T / L，其中Q表示传导的热量，k表示热导率，A表示传导面积，△T表示温度差，L表示传导长度。
由于两根铁棒长度相等，传导面积相等，所以可以简化为：Q1 = Q2，k1 * △T1 / L1 = k2 * △T2 / L2。
根据题目中的条件，可以得到：k1 * (100 - T) = k2 * T，解方程可得到最终的温度T。
2. 热膨胀题目题目：一根铁棒的长度为1m，温度升高10℃后，长度增加了多少？解析：这是一道典型的热膨胀题目。
热膨胀是物体在温度升高时由于分子热运动加剧而导致体积或长度增加的现象。
根据热膨胀的基本原理，物体的长度变化与温度变化之间存在一定的关系。
解题技巧：根据题目中的条件，我们可以利用热膨胀系数来解决这个问题。
热膨胀系数表示单位温度升高时物体单位长度的变化量。
对于铁来说，热膨胀系数为α = 12 * 10^-6 ℃^-1。
根据热膨胀的公式，长度变化△L = α * L * △T，其中△L表示长度变化，α表示热膨胀系数，L表示初始长度，△T表示温度变化。
代入题目中的数值，可以计算出长度增加的值。
热学专题(2024高考真题及解析)
热学专题1.[2024·安徽卷] 某人驾驶汽车,从北京到哈尔滨.在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降(假设轮胎内气体的体积不变,且没有漏气,可视为理想气体),于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气压相同的空气,使其内部气体的压强恢复到出发时的压强(假设充气过程中,轮胎内气体的温度与环境温度相同,且保持不变).已知该轮胎内气体的体积V0=30 L,从北京出发时,该轮胎内气体的温度t1=-3 ℃,压强p1=2.7×105 Pa.哈尔滨的环境温度t2=-23 ℃,大气压强p0取1.0×105 Pa.求:(1)在哈尔滨时,充气前该轮胎内气体压强的大小;(2)充进该轮胎的空气体积.1.(1)2.5×105 Pa(2)6 L[解析] (1)在哈尔滨时,设充气前该轮胎内气体压强的大小为p2.由查理定律可得p1T1=p2 T2其中p1=2.7×105 Pa,T1=(273-3) K=270 K,T2=(273-23) K=250 K解得p2=2.5×105 Pa(2)设充进该轮胎的空气体积为V.以充进的空气和该轮胎内原有的气体整体为研究对象,由玻意耳定律可得p2V0+p0V=p1V0解得V=6 L2.[2024·北京卷] 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮,将气泡内的气体视为理想气体,且气体分子个数不变,外界大气压不变.在上浮过程中气泡内气体 ()A.内能变大B.压强变大C.体积不变D.从水中吸热2.D[解析] 上浮过程气泡内气体的温度不变,内能不变,故A错误;气泡内气体压强p=p0+ρ水gh,故上浮过程气泡内气体的压强减小,故B错误;由玻意耳定律pV=C知,气体的体积变大,故C错误;上浮过程气体体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W 知,气体从水中吸热,故D正确.3.[2024·甘肃卷] 如图所示,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A 、B 两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积).容器横截面积为S 、长为2l.开始时系统处于平衡态,A 、B 体积均为Sl ,压强均为p 0,弹簧为原长.现将B 中气体抽出一半,B 的体积变为原来的34.整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体.求: (1)抽气之后A 、B 的压强p A 、p B . (2)弹簧的劲度系数k.3.(1)45p 0 23p 0 (2)8p 0S15l[解析] (1)抽气前两部分的体积为V =Sl ,对A 分析,抽气后V A =2V -34V =54Sl 根据玻意耳定律得p 0V =p A ·54V 解得p A =45p 0对B 分析,若压强不变的情况下抽去一半的气体,则体积变为原来的一半,即V B =12V ,则根据玻意耳定律得p 0·12V =p B ·34V 解得p B =23p 0(2)由题意可知,弹簧的压缩量为l4,对活塞受力分析有p A S =p B S +F 根据胡克定律得F =k l4联立得k =8p 0S15l4.[2024·广东卷] 差压阀可控制气体进行单向流动,广泛应用于减震系统.如图所示,A、B 两个导热良好的汽缸通过差压阀连接,A内轻质活塞的上方与大气连通,B的体积不变.当A内气体压强减去B内气体压强大于Δp时差压阀打开,A内气体缓慢进入B中;当该差值小于或等于Δp时差压阀关闭.当环境温度T1=300 K时,A内气体体积V A1=4.0×10-2 m3;B 内气体压强p B1等于大气压强p0.已知活塞的横截面积S=0.10 m2,Δp=0.11p0,p0=1.0×105 Pa.重力加速度大小g取10 m/s2.A、B内的气体可视为理想气体,忽略活塞与汽缸间的摩擦,差压阀与连接管道内的气体体积不计.当环境温度降低到T2=270 K时:(1)求B内气体压强p B2;(2)求A内气体体积V A2;(3)在活塞上缓慢倒入铁砂,若B内气体压强回到p0并保持不变,求已倒入铁砂的质量m.4.(1)9×104 Pa(2)3.6×10-2 m3(3)110 kg[解析] (1)当环境温度降低到T2=270 K时,B内气体压强降低.若此时差压阀没打开,设p B2'为差压阀未打开时B内气体的压强,B内气体体积不变,由查理定律得p0 T1=p B2' T2解得p B2'=9×104 Pa由于A、B内气体压强差p0-p B2'<Δp,故差压阀未打开,则p B2=p B2'即p B2=9×104 Pa(2)差压阀未打开时,A内气体的压强不变,由盖-吕萨克定律得V A1 T1=V A2 T2解得V A2=3.6×10-2 m3(3)倒入铁砂后,B内气体的温度和体积都不变,但压强增加,故可知A中气体通过差压阀进入B中,当B内气体压强为p0时,A内气体压强比B内气体压强高Δp,再根据A的活塞受力平衡可知(p0+Δp)S=p0S+mg解得m=110 kg5.[2024·广西卷] 如图甲,圆柱形管内封装一定质量的理想气体,水平固定放置,横截面积S =500 mm 2的活塞与一光滑轻杆相连,活塞与管壁之间无摩擦.静止时活塞位于圆管的b 处,此时封闭气体的长度l 0=200 mm .推动轻杆先使活塞从b 处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5 mm 的a 处,再使封闭气体缓慢膨胀,直至活塞回到b 处.设活塞从a 处向左移动的距离为x ,封闭气体对活塞的压力大小为F ,膨胀过程F -15+x曲线如图乙.大气压强p 0=1×105 Pa .(1)求活塞位于b 处时,封闭气体对活塞的压力大小; (2)推导活塞从a 处到b 处封闭气体经历了等温变化;(3)画出封闭气体等温变化的p -V 图像,并通过计算标出a 、b 处坐标值.5.(1)50 N (2)见解析 (3)如图所示[解析] (1)活塞位于b 处时,根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强p 0,故此时封闭气体对活塞的压力大小为 F =p 0S =1×105×500×10-6 N=50 N (2)根据题意可知F -15+x 图线为一条过原点的直线,设斜率为k ,可得F =k ·15+x 根据F =pS 可得气体压强为p =k(5+x )S故可知活塞从a 处到b 处对封闭气体由玻意耳定律得 pV =k(5+x )S·S ·(x +5)×10-3=k ·10-3故可知该过程中封闭气体的pV 值恒定不变,故可知a →b 过程封闭气体做等温变化.(3)分析可知全过程中气体做等温变化,开始在b 处时,有 p b V b =p 0Sl 0在b 处时气体体积为 V b =Sl 0=10×10-5 m 3 在a 处时气体体积为 V a =Sl a =0.25×10-5 m 3 根据玻意耳定律有 p a V a =p b V b =p 0Sl 0解得p a=40×105 Pa故封闭气体等温变化的p-V图像如图6.[2024·海南卷] 用铝制易拉罐制作温度计,一透明薄吸管里有一段油柱(长度不计)粗细均匀,吸管与罐密封性良好,罐内气体可视为理想气体,已知罐体积为330 cm3,薄吸管底面积为0.5 cm2,罐外吸管总长度为20 cm,当温度为27 ℃时,油柱离罐口10 cm,不考虑大气压强变化,下列说法正确的是()A.若在吸管上标注等差温度值,则刻度左密右疏B.该装置所测温度不高于31.5 ℃C.该装置所测温度不低于23.5 ℃D.其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,则油柱离罐口距离增大6.B[解析] 设油柱离罐口的距离为x,由盖-吕萨克定律得V1T1=VT,其中V1=V0+Sl1=335cm3,T1=(273+27)K=300 K,V=V0+Sl=(330+0.5x)cm3,代入解得T=(3067x+1980067)K,根据T=(t+273) K可知t=(3067x+150967)℃,故若在吸管上标注等差温度值,则刻度均匀,故A错误;当x=20 cm时,该装置所测的温度最高,代入解得t max≈31.5 ℃,故该装置所测温度不高于31.5 ℃,当x=0时,该装置所测的温度最低,代入解得t min≈22.5 ℃,故该装置所测温度不低于22.5 ℃,故B正确,C错误;其他条件不变,缓慢把吸管拉出来一点,由盖-吕萨克定律可知,油柱离罐口距离不变,故D错误.7.(多选)[2024·海南卷] 一定质量的理想气体从状态a 开始经ab 、bc 、ca 三个过程回到原状态,已知ab 垂直于T 轴,bc 延长线过O 点,下列说法正确的是 ( )A .bc 过程外界对气体做功B .ca 过程气体压强不变C .ab 过程气体放出热量D .ca 过程气体内能减小7.AC [解析] 由理想气体状态方程pVT =C ,化简可得V =Cp ·T ,V -T 图线中,各点与原点连线的斜率的倒数表示气体的压强,则图线的斜率越大,压强越小,故p a <p b =p c ,bc 过程为等压变化,气体体积减小,外界对气体做功,故A 正确;由A 选项可知,ca 过程气体压强减小,故B 错误;ab 过程为等温变化,故气体内能不变,即ΔU =0,气体体积减小,外界对气体做功,故W >0,根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,解得Q <0,故ab 过程气体放出热量,故C 正确;ca 过程,气体温度升高,内能增大,故D 错误.8.(多选)[2024·河北卷] 如图所示,水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分,左侧封闭一定质量的理想气体,右侧为真空,活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接.汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度,弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计.活塞初始时静止在汽缸正中间,后因活塞密封不严发生缓慢移动,活塞重新静止后 ( )A .弹簧恢复至自然长度B .活塞两侧气体质量相等C .与初始时相比,汽缸内气体的内能增加D .与初始时相比,活塞左侧单位体积内气体分子数减少8.ACD [解析] 初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力而处于平衡状态,弹簧处于压缩状态.因活塞密封不严,可知左侧气体向右侧真空散逸,左侧气体压强变小,右侧出现气体,对活塞有向左的压力,由于最终左、右两侧气体相通,故两侧气体压强相等,因此弹簧恢复原长,A 正确;由于活塞向左移动,最终两侧气体压强相等,左侧气体体积小于右侧气体体积,所以左侧气体质量小于右侧气体质量,B 错误;密闭的汽缸绝热,与外界没有能量交换,与初始时相比,弹簧弹性势能减少了,所以气缸内气体的内能增加,C 正确;初始时气体都在活塞左侧,最终气体充满整个汽缸,所以初始时活塞左侧单位体积内气体分子数应该是最终的两倍,D 正确.9.[2024·湖北卷] 如图所示,在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分理想气体,活塞横截面积为S ,能无摩擦地滑动.初始时容器内气体的温度为T 0,气柱的高度为h.当容器内气体从外界吸收一定热量后,活塞缓慢上升15h 再次平衡.已知容器内气体内能变化量ΔU 与温度变化量ΔT 的关系式为ΔU =C ΔT ,C 为已知常数,大气压强恒为p 0,重力加速度大小为g ,所有温度都为热力学温度.求: (1)再次平衡时容器内气体的温度. (2)此过程中容器内气体吸收的热量.9.(1)65T 0 (2)15h (p 0S +mg )+15CT 0[解析] (1)容器内气体进行等压变化,则由盖-吕萨克定律得V 0T 0=V1T 1即ℎS T 0=(ℎ+15ℎ)S T 1解得T 1=65T 0(2)此过程中容器内气体内能增加量ΔU =C (T 1-T 0) 容器内气体压强p =p 0+mgS气体体积增大,则气体对外做功,W =-pS ·15h 根据热力学第一定律得ΔU =W +Q 联立解得Q =15h (p 0S +mg )+15CT 010.[2024·湖南卷] 一个充有空气的薄壁气球,气球内气体压强为p 、体积为V.气球内空气可视为理想气体.(1)若将气球内气体等温膨胀至大气压强p 0,求此时气体的体积V 0(用p 0、p 和V 表示); (2)小赞同学想测量该气球内气体体积V 的大小,但身边仅有一个电子天平.将气球置于电子天平上,示数为m =8.66×10-3 kg(此时须考虑空气浮力对该示数的影响).小赞同学查阅资料发现,此时气球内气体压强p 和体积V 还满足:(p -p 0)(V -V B 0)=C ,其中p 0=1.0×105 Pa 为大气压强,V B 0=0.5×10-3 m 3为气球无张力时的最大容积,C =18 J 为常数.已知该气球自身质量为m 0=8.40×10-3 kg,外界空气密度为ρ0=1.3 kg/m 3,g 取10 m/s 2.求气球内气体体积V 的大小.10.(1)pVp0(2)5×10-3 m3[解析] (1)理想气体做等温变化,根据玻意耳定律有pV=p0V0解得V0=pVp0(2)设气球内气体质量为m气,则m气=ρ0V0对气球进行受力分析如图所示根据平衡条件有mg+ρ0gV=m气g+m0g结合题中p和V满足的关系(p-p0)(V-V B0)=C联立解得V=5×10-3 m311.[2024·江苏卷] 某科研实验站有一个密闭容器,容器内有温度为300 K、压强为105 Pa 的气体,容器内有一个面积为0.06 m2的观测台.现将这个容器移动到月球,容器内的温度变成240 K.整个过程可认为气体的体积不变,月球表面为真空状态.求:(1)气体现在的压强;(2)观测台对气体的压力.11.(1)8×104 Pa(2)4.8×103 N[解析] (1)由题知,整个过程可认为气体的体积不变,则根据查理定律得p1T1=p2 T2解得p2=8×104 Pa(2)根据压强的定义,观测台对气体的压力F=p2S=4.8×103 N12.[2024·江西卷] 可逆斯特林热机的工作循环如图所示.一定质量的理想气体经ABCDA 完成循环过程,AB和CD均为等温过程,BC和DA均为等容过程.已知T1=1200 K,T2=300 K,气体在状态A的压强p A=8.0×105 Pa,体积V1=1.0 m3,气体在状态C的压强p C=1.0×105 Pa.求:(1)气体在状态D的压强p D;(2)气体在状态B的体积V2.12.(1)2.0×105 Pa(2)2.0 m3[解析] (1)气体从状态D到状态A的过程发生等容变化,根据查理定律有p DT2=p A T1解得p D=2.0×105 Pa(2)气体从状态C到状态D的过程发生等温变化,根据玻意耳定律有p C V2=p D V1解得V2=2.0 m3气体从状态B到状态C发生等容变化,因此气体在状态B的体积也为V2=2.0 m313.[2024·山东卷] 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程.下列说法正确的是 ()A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功B.b→c过程,气体对外做功,内能增加C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量13.C[解析] a→b过程是等压过程且体积增大,则W ab<0,由盖-吕萨克定律可知T b>T a,则ΔU ab>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体与外界无热量交换,即Q bc=0,由于气体体积增大,则W bc<0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,ΔU bc<0,即气体内能减少,B错误;c→a过程是等温过程,即T c=T a,则ΔU ac=0,根据热力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功,C正确;由A项分析可知Q ab=ΔU ab-W ab,由B项分析可知W bc=ΔU bc,由C项分析可知0=W ca+Q ca,又ΔU ab+ΔU bc=0,联立解得Q ab-(-Q ca)=(-W ab-W bc)-W ca,根据p-V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界与气体之间做的功,结合题图可知a→b→c过程气体对外界做的功大于c→a过程外界对气体做的功,即-W ab-W bc>W ca,则Q ab-(-Q ca)>0,即a→b过程气体从外界吸收的热量Q ab大于c→a过程放出的热量-Q ca,D错误.14.[2024·山东卷] 图甲为战国时期青铜汲酒器,根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器,如图乙所示.长柄顶部封闭,横截面积S1=1.0 cm2,长度H=100.0 cm,侧壁有一小孔A.储液罐的横截面积S2=90.0 cm2、高度h=20.0 cm,罐底有一小孔B.汲液时,将汲液器竖直浸入液体,液体从孔B进入,空气由孔A排出;当内外液面相平时,长柄浸入液面部分的长度为x;堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面,储液罐内刚好储满液体.已知液体密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2,大气压p0=1.0×105 Pa.整个过程温度保持不变,空气可视为理想气体,忽略器壁厚度.(1)求x;(2)松开孔A,从外界进入压强为p0、体积为V的空气,使满储液罐中液体缓缓流出,堵住孔A,稳定后罐中恰好剩余一半的液体,求V.14.(1)2 cm(2)8.92×10-4 m3[解析] (1)在缓慢地将汲液器竖直提出液面的过程中,封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律有p1(H-x)S1=p2HS1根据题意可知p1=p0,p2+ρgh=p0联立解得x=2 cm(2)对新进入的气体和原有的气体整体分析,由玻意耳定律有S2)p0V+p2HS1=p3(HS1+ℎ2=p0又p3+ρg·ℎ2联立解得V=8.92×10-4 m315.(多选)[2024·新课标卷] 如图所示,一定量理想气体的循环由下面4个过程组成:1→2为绝热过程(过程中气体不与外界交换热量),2→3为等压过程,3→4为绝热过程,4→1为等容过程.上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程.下列说法正确的是()A.1→2过程中,气体内能增加B.2→3过程中,气体向外放热C.3→4过程中,气体内能不变D.4→1过程中,气体向外放热15.AD[解析] 1→2为绝热过程,则Q=0,由于气体体积减小,则外界对气体做功,即W>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU>0,即气体内能增加,故A正确;2→3为等压过程,气体体积增大,根据盖-吕萨克定律可知,气体温度升高,则气体内能增大,即ΔU>0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q>0,即气体从外界吸热,故B错误;3→4为绝热过程,则Q=0,由于气体体积增大,则气体对外界做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知ΔU<0,即气体内能减小,故C错误;4→1为等容过程,压强减小,根据查理定律可知,气体温度降低,则气体内能减小,即ΔU<0,由于体积不变,则W=0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知Q<0,即气体向外放热,故D正确.16.[2024·浙江6月选考] 如图所示,测定一个形状不规则小块固体体积,将此小块固体放入已知容积为V0的导热效果良好的容器中,开口处竖直插入两端开口的薄玻璃管,其横截面积为S,接口用蜡密封.容器内充入一定质量的理想气体,并用质量为m的活塞封闭,活塞能无摩擦滑动,稳定后测出气柱长度为l1.将此容器放入热水中,活塞缓慢竖直向上移动,再次稳定后气柱长度为l2、温度为T2.已知S=4.0×10-4 m2,m=0.1 kg,l1=0.2 m,l2=0.3 m,T2=350 K,V0=2.0×10-4 m3.大气压强p0=1.0×105 Pa,环境温度T1=300 K,g取10 m/s2.(1)在此过程中器壁单位面积所受气体分子的平均作用力(选填“变大”“变小”或“不变”),气体分子的数密度(选填“变大”“变小”或“不变”);(2)求此不规则小块固体的体积V;(3)若此过程中气体内能增加10.3 J,求吸收的热量Q.16.(1)不变 变小 (2)4×10-5 m 3 (3)14.4 J[解析] (1)温度升高时,活塞缓慢上升,受力不变,故封闭气体压强不变,由p =F S 知器壁单位面积所受气体分子的平均作用力不变;由于气体体积变大,所以气体分子的数密度变小.(2)气体发生等压变化,有V 0-V+l 1S T 1=V 0-V+l 2S T 2 解得V =4×10-5 m 3(3)此过程中,外界对气体做功为W =-p 1S (l 2-l 1)对活塞受力分析,有p 1S =mg +p 0S由热力学第一定律得ΔU =W +Q其中ΔU =10.3 J联立解得Q =14.4 J。
高中物理热学综合题解析
高中物理热学综合题解析热学是高中物理中的重要内容之一，学生在学习热学时常常面临各种综合题。
本文将通过具体题目的举例，分析解题技巧，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对热学综合题。
一、热传导与热辐射题目：两个均匀的金属棒A和B，长度分别为L和2L，横截面积均为A。
棒A的一端与100℃的热源接触，另一端与棒B的一端接触。
棒B的另一端与冷却剂接触，冷却剂的温度为0℃。
已知棒A的导热系数为k，棒B的导热系数为2k。
求棒B的另一端的温度。
解析：这是一道典型的热传导题。
我们可以利用热传导的基本原理来解答。
根据热传导定律，热传导的速率与导热系数、横截面积和温度差有关。
设棒A的一端温度为T1，棒B的一端温度为T2，棒B的另一端温度为T3。
则根据热传导定律，有：k * A * (T1 - T2) / L = 2k * A * (T2 - T3) / (2L)化简得：T1 - T2 = 2(T2 - T3)进一步化简得：T1 - 3T2 + 2T3 = 0由此可见，这是一个二元一次方程组。
我们可以利用线性方程组的求解方法解得T2和T3的值。
最后得到棒B的另一端的温度。
这道题的考点是热传导定律的应用，以及对方程组的解法的掌握。
通过解析这道题目，我们可以帮助学生理解热传导的基本原理，并掌握如何利用方程组解决实际问题。
二、热容与热量题目：一个质量为m的物体温度从T1升高到T2，所吸收的热量为Q。
现在将这个物体放入质量为M的水中，水的初始温度为T0。
物体与水达到热平衡后，水的温度为多少？解析：这是一道关于热容和热量的题目。
我们可以利用热量守恒定律来解答。
根据热量守恒定律，物体吸收的热量等于水吸收的热量。
设水的温度为T，根据热量守恒定律，有：m * c * (T2 - T1) = M * c * (T - T0)其中，c是物体和水的比热容。
化简得：T = (m * c * T2 + M * c * T0) / (m * c + M * c)这道题的考点是热量守恒定律和比热容的应用。
秦允豪《热学》答案+思考题答案
题 1-18 图
解：设截面积为 S，原闭管内气柱长为 R 大气压为 P 闭管内水银面下降后，其内部压强为。 对闭管内一定质量的气体有：
以水银柱高度为压强单位：
取正值，即得
1-19 一端封闭的玻璃管长
，贮有空气，气体上面有一段长为
的水
银柱，将气柱封住，水银面与管口对齐，今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住，轻轻倒转后再
（2）设 解：根据
，当摩尔体积增大到 时，气体的温度是多高？
理想气体状态方程
和过程方程
有
（1）
（2） 而
，则
1-24 图 1-24 为测量低气压的麦克劳压力计的示意图，使压力计与待测容器相连，把贮有水 银的瓶R缓缓上提，水银进入容器B，将B中的气体与待测容器中的气体隔开。继续上提瓶R，
水银就进入两根相同的毛细管 和 内，当 中水银面的高度差
，步骤（2）中罩内压强为
,步骤（4）中，罩内压强为
作过程中温度可视不变，则根据玻-马定律知
，假设操
未放矿石时：
放入后：
解联立方程得
1-26 一抽气机转速
转/分，抽气机每分钟能够抽出气体 ，设容器的容积
，问经过多少时间后才能使容器的压强由
降到
。
解：设抽气机每转一转时能抽出的气体体积为 ，则
当抽气机转过一转后，容器内的压强由 抽出压强为 的气体 ，因而有
，设容器
的容积为
，毛细管直径
，求待测容器中的气压。
题 1-24 图
解：设 管体积 ，当水银瓶R上提时，水银上升到虚线处，此时B内气体压强与待测
容器的气体压强相等。以B内气体为研究对象，当R继续上提后， ，由于温度可视为不变，则根据玻-马定律，有
(完整版)热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
初中科学竞赛辅导《热学》经典简答、探究20题（有解析）
初中科学竞赛辅导《热学》经典简答、探究20题（温馨提示：题目的编排顺序遵循由易到难的原则，使用时可根据实际需要选择合适的题目进行训练；凡是在21世纪教育网购买的本编写组的正版资料，如有疑难问题，均可与编者交流。
QQ1617369420 g取10N/kg）1、如图所示是甲、乙两种质量相等的不同晶体，均匀加热，在相同时间内吸收相同热量的条件下，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。
则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲Q乙；液态甲的比热容液态乙的比热容。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）2、为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图所示．（1）根据图象，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些”．这位同学的判断是否正确？请说明理由．（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给加热更长的时间，这说明的吸热能力强些．21世纪教育网版权所有（3）如果已知甲的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则乙的比热容是 J/（kg•℃）。
3、小军同学用如图甲所示装置探究“不同液体的吸热能力”的情况：（1）实验时，他在两个相同的烧杯中分别装入相同质量的水和煤油，采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小相同，与烧杯底的距离相等）对水和煤油分别加热，使它们的温度升高相同的度数，发现加热水需要的时间比煤油的长，这说明了水吸热能力比煤油（选填“强”或“弱”），他在以上实验中主要采用的研究方法是（2）当水沸腾时温度计的局部放大图如图乙所示，此时水的沸点为℃．若烧杯中水的质量是200g，温度升高了50℃，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），这些水吸收的热量为 J．4、住在非洲沙漠的居民，由于没有电，夏天无法用电冰箱保鲜食物，当地人发明了一种简易“沙漠冰箱”，如图4所示。
热学题目解析与实践指导
热学题目解析与实践指导热学（Thermodynamics）作为物理学的一个重要分支，研究能量的转换与传递规律，对于各个领域的工程应用具有重要意义。
本文将通过解析热学题目，提供实践指导，帮助读者更好地理解热学原理和应用。
一、题目解析1. 题目：气体膨胀题目描述：某容器内有一定量的气体，在一定条件下发生某种膨胀。
请分析该气体膨胀过程中的热力学变化及相关物理量的计算。
解析及实践指导：气体膨胀是热学研究中常见的问题，涉及到压强、体积和温度之间的关系。
根据理想气体状态方程，我们可以计算气体在膨胀过程中的压强和体积的变化。
同时，根据热力学第一定律，我们可以计算气体膨胀时的内能变化。
2. 题目：热机效率题目描述：一个热机在给定高温和低温热源的条件下，进行一定的工作。
请计算该热机的效率。
解析及实践指导：热机效率是热机性能的重要指标，表示能够转化为有效功的热量在总吸收热量中的比例。
根据热力学第二定律，我们可以计算热机的效率。
在实践中，我们需要根据实际情况确定高温和低温热源的温度，并进行相关的热力学计算。
3. 题目：热传导题目描述：一维热传导问题中，一个物体的两个端点分别与两个热源接触。
请分析该物体温度分布的变化以及导热速率的计算。
解析及实践指导：热传导是物体内部热量传递的重要过程，涉及到热量传导方程和热流密度的计算。
在一维热传导问题中，我们可以通过求解热传导方程，得到物体内部的温度分布情况。
同时，我们可以根据热流密度公式计算导热速率。
二、实践指导1. 掌握热学基本原理：热学问题的解析和实践需要基于热学的基本原理，包括热力学定律、状态方程和传热方程等。
务必掌握这些基础知识，并能够运用于实际问题的计算和分析。
2. 理解题目描述：热学题目常常以问题描述的方式给出，读者需要仔细理解题目中所涉及的物理过程和条件，明确需要解决的问题。
3. 运用适当的数学方法：在热学实践中，我们经常需要运用数学方法进行计算和求解。
这可能涉及到微积分、代数方程求解、数值计算等。
热学中常见题型解析及解题技巧
热学中常见题型解析及解题技巧热学是物理学中重要的一部分，研究热量和能量传递的规律。
在学习热学的过程中，我们经常会遇到各种不同类型的题目。
本文将为大家解析一些常见的热学题型，并分享一些解题技巧，帮助大家更好地应对这些题目。
一、热平衡和温度计算题目：两个物体A和B具有不同的温度，当它们放在一起达到热平衡时，它们的温度如何计算？解析：根据热平衡定律，两个物体达到热平衡时，它们的温度相等。
我们可以利用热平衡定律来计算温度。
假设物体A的温度为T1，物体B的温度为T2，则有T1=T2。
解题技巧：在解决这类题目时，首先明确题目中所给出的物体不是绝对温标下的温度，而是相对温度。
其次，根据题目给定的条件来列方程，最后解方程求解即可。
二、热传导和热阻计算题目：有一根长度为L，横截面积为A的长棒，棒的两端温度分别为T1和T2，求解由热传导引起的棒上单位长度的热流量。
解析：根据热传导的基本定律，热流量与温度差成正比，与棒的长度和横截面积成反比。
可用公式表示为Q = k * (T2 - T1) * A / L，其中Q表示单位长度的热流量，k表示热导率。
解题技巧：在解决这类题目时，需要注意单位的转换和计算的准确性。
另外，热导率k是一个与材料性质有关的常量，在解题过程中要根据实际情况给出。
三、热容和热量计算题目：物体A的质量为m，热容为C，其温度从T1升高到T2，求解系统吸收的热量。
解析：根据热容的定义，物体吸收热量的大小与质量和温度变化有关，可以用公式表示为Q = m * C * (T2 - T1)。
解题技巧：在解决这类题目时，需要注意热容的单位是 J/(kg·℃)，所以需要对质量进行单位转换。
此外，要根据题目所给条件确定温度变化的方向和数值。
四、热辐射和黑体辐射计算题目：有一块黑体，其面积为A，对于单位面积的黑体，其单位时间内从辐射出的能量（辐射功率）如何计算？解析：根据黑体辐射的斯特藩-玻尔兹曼定律，单位时间内黑体辐射出的能量与温度的四次方成正比，与表面积成正比。
热力学习题及答案解析
热力学习题及答案解析
热力学学习题及答案解析
热力学是物理学的一个重要分支，研究能量转化和热力学系统的性质。
在学习
热力学的过程中，我们经常会遇到各种热力学学习题，通过解题可以加深对热
力学知识的理解。
下面我们就来看看一些常见的热力学学习题及答案解析。
1. 问题：一个理想气体在等温过程中，体积从V1扩大到V2，求气体对外界所
做的功。
答案解析：在等温过程中，理想气体对外界所做的功可以用以下公式表示：
W = nRTln(V2/V1)，其中n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为温度。
根据这
个公式，我们可以计算出气体对外界所做的功。
2. 问题：一个物体从20摄氏度加热到80摄氏度，求其温度变化时吸收的热量。
答案解析：物体温度变化时吸收的热量可以用以下公式表示：Q = mcΔT，其
中m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度变化。
根据这个公式，我们
可以计算出物体温度变化时吸收的热量。
3. 问题：一个热机从高温热源吸收了500J的热量，向低温热源放出了300J的
热量，求该热机的热效率。
答案解析：热机的热效率可以用以下公式表示：η = 1 - Q2/Q1，其中Q1为
热机从高温热源吸收的热量，Q2为热机向低温热源放出的热量。
根据这个公式，我们可以计算出该热机的热效率。
通过以上几个热力学学习题及答案解析，我们可以看到在解题的过程中，需要
灵活运用热力学知识，并且掌握一定的计算方法。
希望通过不断的练习和思考，我们能够更好地理解和掌握热力学知识，提高解题能力。
初三物理热学典型例题解析
初三物理热学典型例题解析初三物理热学典型例题解析例1把正在熔化的冰,放到0℃的房间内它们与外界不发生热传递,冰能不能继续熔化解答冰完成熔化过程需要满足两个条件：一是达到它的熔点0℃,二是必须继续吸热．题中正在熔化的冰,温度是0℃的冰和0℃的房间没有温度差,它们之间不发生热传递,因此冰不能继续吸热,它不会继续熔化．本题常见错误是片面认为晶体只要达到了它的熔点,就会熔化,得出冰能继续熔化的结论．例2“水的温度升高到100℃,水就一定会沸腾起来．”这种说法对吗解答这是常见的一种错误看法．在学习了沸腾知识后,要会用它的规律来分析．这种说法有两点错误．第一,100℃不一定是水的沸点,只有在标准大气压下,水的沸点才是100℃．液体的沸点与气压有关,气压增大,沸点升高；气压减小,沸点降低．第二,即使在标准大气压下,水温达到100℃,水也不一定能沸腾．这是因为完成液体沸腾,条件有两个：一是液体的温度达到沸点,二是液体要继续吸热,这两个条件缺一不可,因此不能说,水到了100℃,就一定会沸腾．例3在很冷的地区,为什么常使用酒精温度计而不使用水银温度计测气温而在实验室中,为什么用煤油温度计而不使用酒精温度计测沸水的温度解答酒精、水银及煤油温度计都是利用液体的热胀冷缩的性质来测量温度的．如果酒精、水银、煤油凝固成了固态或变成气体就无法用它来测温了．查熔点表可知：酒精的熔点是—117℃,水银的熔点是—39℃．又因为同一物质的凝固点跟它的熔点相同,也就是说酒精降至—117℃才凝固,而水银降至—39℃就会凝固,很冷的地区气温可低至—40～—60℃,这种情况下水银凝固,而酒精还是液态的,可以用来测气温．又查沸点表可知：酒精的沸点是78.5℃,而煤油的沸点约为150℃,凝固点约为－30℃,而水的沸点是100℃,实验时若用酒精制成的温度计测沸水的温度,酒精有可能变成气体而无法进行测量,而煤油仍是液体,还可以测高温．例4天津中考试题质量和温度均相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后相互接触铁的比热＜铝的比热＝,则A．热从铝块传到铁块B．热从铁块传到铝块C．铁块和铝块之间没有热传递D．条件不足,无法判断精析考查对物体吸、放热公式的理解,并知道热是从高温物体传向低温物体．∵Q吸＝cm△tm相同,∵c铁＜c铝∴△t铁＜△t铝初温相同,铁末温高．∴热从铁传向铝．答案B例5 夏天,剥开冰棒纸后,可以看到冰棒周围会冒“白气”,这是属于下面的哪种状态变化A．熔化 B．汽化 C．液化 D．升华解答如果认为“白气”是水蒸气,就会误选B或D．水蒸气是空气的组成部分,人们用肉眼是看不见的,那么“白气”是什么“白气”是许许多多的水滴悬浮在空气中形成的小雾滴,光射到它们上面发生了散射,使我们看到了它．在一定的条件下,水蒸气遇冷变成水,就形成了“白气”．例如,水烧开时,从壶嘴里冒出的“白气”．冬天,人们呼出的“白气”都是水蒸气遇冷放热,形成了许许多多悬浮在空中的小水滴,这就是“白气”,因此,形成“白气”是水蒸气液化的结果．夏天,为什么在冰棒周围会出现“白气”呢是因为空气中有大量的水蒸气,它们在冰棍附近遇冷放热,形成了许许多多的小冰滴．可见,冰棒周围出现“白气”,也是水蒸气液化的现象．答案 C例6 陕西省中考试题关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是A．物体温度升高,内能一定增加D．物体吸收热量,温度一定升高C．物体温度不变,一定没有吸热D．物体温度升高,一定吸收热量方法点拨了解内能变化与什么有关,了解物态变化的条件．分析A选项正确．B选项：晶体熔化过程吸收热量,但温度不变．C选项：与B相似,不正确．D选项：物体温度升高,可能吸收了热量,也可能是外界对物体做了功．答案 A例7 南京市中考试题下列说法正确的是A．没有吸热过程和放热过程,说热量是毫无意义的B．物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关C．两个物体升高相同的温度,吸收的热量也一定相同D．热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体精析正确理解热量、内能的概念,并知道Q＝cm△t．热量反应的是吸、放热过程,A选项正确．B选项：比热容是物质的特性之一,与热量、质量、温度变化无关．C选项：根据Q＝cm△t,由于c和m没有给定,Q不能确定．D选项：热传递的过程是内能从高温物体传到低温物体的过程．说热量多、热量少不正确．答案 A例8 甘肃省中考试题质量相等的金属块A和B,放在沸水壶中煮10min后取出,马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里,到两杯水的温度不再升高时,测量发现放A的水温高于放B的水温,则A．金属块A的比热容大B．金属块A原来的温度高C．金属块A有较多的热量D．金属块A有较好的导热性精析根据Q＝cm△t分析．设放A的水吸收热量为QA,QA＝cAm△tA 其中m为A的质量设放B的水吸收热量为QBQB＝cBm△tB题目给出放A的水温升得高,而A、B初温相同,可知：△tA＜△tB．又知：QA＞QB ∴cA＝cA＞cB选项A正确．A、B初温相同,都与沸水温度相同,B选项不正确．A放出较多的热量,而不是有较多的热量,C选项不正确．答案 A。
热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
五年2024_2025高考物理真题专题点拨__专题14热学含解析
部大气压相同，温度为 450 K，最终降到 300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的 20 。 21
若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 20 ，罐内气压与火罐降温 21
后的内部气压相同。罐内气体均可视为志向气体，忽视抽气过程中气体温度的变更。求应抽
出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
结合 A 选项可知Wab Wbc 0 ，所以 Qbc Qab 。 b c 过程气体汲取的热量大于 a b 过程汲取的热量，B 错误；气体从 c a ，温度降低，所以 Uca 0 ，气体体积减 小，外界对气体做功，所以Wca 0 ，依据热力学第肯定律可知 Qca ，放出热量，C 正 确；志向气体的内能只与温度有关，依据Ta Tb 可知从 Tca Tbc ，所以气体从 c a 过程中内能的削减量等于 b c 过程中内能的增加量，D 错误。故选 C。
p1 p0 pgh 0 ， p2 p0 pgh
V1 S 2H l h0 ，V2 SH
联立以上式子并代入题给数据得 h=12.9cm； （ii）密封气体再经等压膨胀过程体积变为 V3，温度变为 T2，由盖一吕萨克定律有
V2 V3 T1 T2
按题设条件有V3 S(2H h) ，代入题给数据得 T2=363K。
则
pV
1 2
p 2V
( p1
p2 ) 3V
则甲乙中气体最终压强
p'
p1
p2
2 3
p
（ii）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为 p，则 p 'V pV ' ，计算可
得V ' 2V 3
由密度定律可得，质量之比等于 m现 V ' 2 m原 V 3
热学习题分析和解答
习题分析和解答[第一章△1. 3. 6一抽气机转速1m in 400-⋅=r ω，抽气机每分钟能抽出气体20 l (升)。
设容器的容积 V 0 = 2.0 1，问经过多长时间后才能使容器的压强由0.101 Mpa 降为 133 Pa 。
设抽气过程中温度始终不变。
〖分析〗： 抽气机每打开一次活门, 容器气体的容积在等温条件下扩大了 V , 因而压强有所降低。
活门关上以后容器气体的容积仍然为 V 0 。
下一次又如此变化，从而建立递推关系。
〖解〗： 抽气机抽气体时，由玻意耳定律得：活塞运动第一次：)(0100V V p V p +=0001p V V V p +=活塞运动第二次： )(0201V V p V p +=02001002p V V V p V V V p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+= 活塞运动第n 次： )(001V V p V p n n +=-n n V V V p p ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 000 V V V n p p n n +=000ln（1） 抽气机每次抽出气体体积 l 05.0l )400/20(==V l 0.20=V Pa 1001.150⨯=p Pa 133=n p将上述数据代入（1）式，可解得 276=n 。
则 s 40s 60)400/276(=⨯=t1. 3. 8 两个贮着空气的容器 A 和 B ，以备有活塞之细管相连接。
容器A 浸入温度为 C 10001=t 的水槽中，容器B 浸入温度为 C 2002-=t 的冷却剂中。
开始时，两容器被细管中之活塞分隔开，这时容器 A 及 B 中空气的压强分别为 MPa 3053.01=p ，MPa 0020.02=p 。
它们的体积分别为 ,l 25.01=V l,40.02=V 试问把活塞打开后气体的压强是多少？〖分析〗： 把活塞打开后两容器中气体混合而达到新的力学平衡以后，A 和 B 中气体压强应该相等。
但是应注意到, 由于 A 和 B 的温度不相等，所以整个系统仍然处于非平衡态。
热学计算题(含答案)
类型三：利用热量公式计算在冬天为使房间里保持一定的温度，每小时要供给4.2×106焦的热量，若进入散热器中水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水？ 【分析与解答】可利用公式Q 放=Cm(t 0-t)变形为：)(0t t C Q m -=放求出m 。
解：Q 放=Cm( t 0-t))kg ()(..)t t (C Q m 125728010241024360=-⨯⨯⨯=-=放变式1：利用热量公式计算质量为0.5千克的铝壶里装了2千克的水。
初温度为20℃，如果它吸收了265.2×103焦的热量，温度可升高到多少摄氏度？[铝比热容为0.88×103焦/（千克·℃）] 【分析与解答】解此类题目的关键是如何确定容器的初温和末温，只要用容器盛液体加热或冷却，容器的初温和末温与液体的初温和末温相同。
本题参与吸热物体分别为水和铝壶，它们初温相同，末温也相同可利用公式Q 吸=Cm(t-t 0)变形后求末温度。
解：Q=Q 铝+Q 水=C 铝m 铝(t-t 0)+C 水m 水(t-t 0) 得Ct m C m C Qt ︒=+⨯⨯+⨯⨯⨯=++=50205.01088.02102.4102.265333水水铝铝变式2：利用热量公式计算小明家新安装了一台容积为0.5m 3的太阳能热水器，加满水后，经过4h 阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：在这4h 内水吸收了多少热量?若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?[水的比热容c 水＝4.2×103J/(kg ·℃)、焦炭的热值g ＝3.0×107J/kg ]【分析与解答】太阳能热水器内水的质量 m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×0.5m 3＝500kg 需要吸收的热量：Q 吸＝cm △t ＝4.2×103J /(kg ·℃)×500m 3×(40℃－20℃)＝4.2×107J 焦炭放出的热量 Q 放＝m 炭·q 火炉的转化效率：774.2103.010/Q JQ m J k g η⨯==⨯⨯吸放炭774.210720% 3.010/J m kg J kg⨯==⨯⨯炭则需要燃烧7kg 千克焦炭变式3：利用热量公式计算(新加)有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示. 将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水.(1)晴天平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J. 若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m 2，每天日照时间按8h 计算，则它一天中接收的太阳能（E ）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c 水=4.2×103J/(kg ·℃)](2)若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q =4.2×107J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？(3)请你：①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）. 【分析与解答】本题从新能源、环境保护的现实问题出发，对太阳能、化石燃料（化学能燃烧获得内能）的放热Q ＝mq 、生活用热水加热Q=cm △t 进行了考查。
高中物理热学分析题解析
高中物理热学分析题解析热学是高中物理中的一个重要分支，涉及热传导、热容、热膨胀等内容。
在考试中，热学题目常常是学生们的难点之一。
本文将以具体的题目为例，分析其中的考点，并给出解题技巧，帮助高中学生和他们的父母更好地应对热学题目。
题目一：一个金属杆，两端分别与两个恒温库相连。
已知金属杆的长度为L，两个恒温库的温度分别为T1和T2，其中T1 > T2。
求金属杆上任意一点的温度分布。
解析：这是一个关于热传导的题目。
热传导是指热量从高温区域传递到低温区域的过程。
在这个题目中，金属杆两端与恒温库相连，说明两端的温度是恒定的，而要求的是金属杆上任意一点的温度分布。
解题技巧：我们可以利用热传导的基本原理来解答这个题目。
根据热传导的原理，热量的传递速率与温度差成正比，与杆的横截面积和杆的长度成反比。
因此，金属杆上任意一点的温度分布可以用下面的公式表示：T(x) = T1 - (T1 - T2) * (x / L)其中，T(x)表示金属杆上距离左端点x处的温度，x表示距离左端点的距离，L 表示金属杆的长度。
这个公式说明了金属杆上距离左端点越远的地方温度越低，距离右端点越近的地方温度越高。
这是因为热量从高温区域传递到低温区域，所以温度在金属杆上逐渐降低。
题目二：一个容器内有一定质量的水，初始温度为T1。
将一个温度为T2的物体放入容器中，物体与水发生热交换，最终达到热平衡。
求最终的温度。
解析：这是一个关于热平衡的题目。
热平衡是指在两个物体接触的情况下，两者达到相同的温度，不再发生热量的传递。
解题技巧：我们可以利用热平衡的原理来解答这个题目。
根据热平衡的原理，两个物体达到热平衡时，它们的温度相等。
因此，最终的温度可以用下面的公式表示：Tf = (m1 * T1 + m2 * T2) / (m1 + m2)其中，Tf表示最终的温度，m1和m2分别表示水和物体的质量，T1和T2分别表示水和物体的初始温度。
这个公式说明了最终的温度是根据水和物体的质量和初始温度来计算的。
大学物理热学精彩试题题库及问题详解
大学物理热学试题题库及答案一、选择题：（每题3分）1、在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态．A种气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体的分子数密度为3n1，则混合气体的压强p为(A) 3 p1． (B) 4 p1．(C) 5 p1． (D) 6 p1．［］2、若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A) pV / m． (B) pV / (kT)．(C) pV / (RT)． (D) pV / (mT)．［］3、有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1 kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量为：(A) (1/16) kg． (B) 0.8 kg．(C) 1.6 kg． (D) 3.2 kg．［］4、在标准状态下，任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于(A) 6.02×1023． (B)6.02×1021．(C) 2.69×1025 (D)2.69×1023．(玻尔兹曼常量k＝1.38×1023 J·K1 ) ［］5、一定量某理想气体按pV2＝恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度(A) 将升高． (B) 将降低．(C) 不变． (D)升高还是降低，不能确定．［］6、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：(A) p1> p2． (B) p1< p2．(C) p1＝p2． (D)不确定的．［］7、已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强．(B) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．(C) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大．［］8、已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强．(B) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．(C) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大． ［ ］9、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系： (A) ε和w 都相等． (B) ε相等，而w 不相等． (C) w 相等，而ε不相等． (D) ε和w 都不相等． ［ ］10、1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为 (A) RT 23． (B)kT 23． (C)RT 25． (D)kT 25． ［ ］ （式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量）11、两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，不同．(B) n 不同，(E K /V )不同，相同．(C) n 相同，(E K /V )相同，不同．(D) n 相同，(E K /V )相同，相同． ［ ］12、有容积不同的A 、B 两个容器，A 中装有单原子分子理想气体，B 中装有双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能(E / V )A 和(E / V )B的关系(A) 为(E / V )A ＜(E / V )B ．(B) 为(E / V )A ＞(E / V )B ．(C) 为(E / V )A ＝(E / V )B ．(D) 不能确定． ［ ］13、两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的压强和温度都相等，现将6 J 热量传给氦气，使之升高到一定温度．若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量(A) 12 J ． (B) 10 J(C) 6 J ．(D) 5 J ． ［ ］14、压强为p 、体积为V 的氢气（视为刚性分子理想气体）的内能为： (A)25pV ． (B) 23pV ． (C) pV ． (D) 21pV ． ［ ］15、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？（式中M 为气体的质量，m 为气体分子质量，N 为气体分子总数目，n 为气体分子数密度，N A 为阿伏加得罗常量）(A) pV Mm 23． (B) pV M M mol 23． (C)npV 23． (D)pV N M M A 23mol ． [ ]16、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则：(A) 两种气体分子的平均平动动能相等．(B) 两种气体分子的平均动能相等．(C) 两种气体分子的平均速率相等．(D) 两种气体的内能相等． ［ ］17、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T 的平衡态时，其内能为(A) (N 1+N 2) (23kT +25kT )． (B) 21(N 1+N 2) (23kT +25kT )． (C) N 123kT +N 225kT ． (D) N 125kT + N 223kT ． ［ ］18、设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比22H O /v v 为(A) 1 ． (B) 1/2 ．(C) 1/3 ． (D) 1/4 ． ［ ］19、设v 代表气体分子运动的平均速率，p v 代表气体分子运动的最概然速率，2/12)(v 代表气体分子运动的方均根速率．处于平衡状态下理想气体，三种速率关系为(A) p v v v ==2/12)( (B) 2/12)(v v v <=p (C) 2/12)(v v v <<p (D)2/12)(v v v >>p[ ]20、已知一定量的某种理想气体，在温度为T 1与T 2时的分子最概然速率分别为v p 1和v p 2，分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2)．若T 1>T 2，则(A) v p 1 > v p 2， f (v p 1)> f (v p 2)．(B) v p 1 > v p 2， f (v p 1)< f (v p 2)．(C) v p 1 < v p 2， f (v p 1)> f (v p 2)．(D) v p 1 < v p 2， f (v p 1)< f (v p 2)． ［ ］21、 两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的(A) 平均速率相等，方均根速率相等．(B) 平均速率相等，方均根速率不相等．(C) 平均速率不相等，方均根速率相等．(D) 平均速率不相等，方均根速率不相等． ［ ］22、假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A) 4倍． (B) 2倍． (C) 2倍． (D) 21倍． ［ ］23、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A 、B 两部分面积相等，则该图表示(A) 0v 为最概然速率． (B) 0v 为平均速率． (C) 0v 为方均根速率． (D) 速率大于和小于0v 的分子数各占一半． ［ ］24、速率分布函数f (v )的物理意义为：(A) 具有速率v 的分子占总分子数的百分比．(B) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比．(C) 具有速率v 的分子数．(D) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数． ［ ］25、若N 表示分子总数，T 表示气体温度，m 表示气体分子的质量，那么当分子速率v 确定后，决定麦克斯韦速率分布函数f (v )的数值的因素是(A) m ，T ． (B) N ．(C) N ，m ． (D) N ，T ．(E) N ，m ，T ． ［ ］26、气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 和λ都增大一倍．(B) Z 和λ都减为原来的一半．(C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半．(D) Z 减为原来的一半而λ增大一倍． ［ ］27、一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 减小而λ不变． (B)Z 减小而λ增大．f (v )0(C) Z 增大而λ减小． (D)Z 不变而λ增大． ［ ］28、一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是： (A) Z 和λ都增大． (B) Z 和λ都减小． (C) Z 增大而λ减小． (D) Z 减小而λ增大． ［ ］29、一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是： (A) Z 减小，但λ不变． (B) Z 不变，但λ减小． (C) Z 和λ都减小． (D) Z 和λ都不变． ［ ］30、 一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是： (A) Z 增大，λ不变． (B) Z 不变，λ增大． (C) Z 和λ都增大． (D) Z 和λ都不变． [ ]31、 在一个体积不变的容器中，储有一定量的理想气体，温度为T 0时，气体分子的平均速率为0v ，分子平均碰撞次数为0Z ，平均自由程为0λ．当气体温度升高为4T 0时，气体分子的平均速率v ，平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为： (A) v ＝40v ，Z ＝40Z ，λ＝40λ． (B) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． (C) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝40λ． (D) v ＝40v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． ［ ］32、在一封闭容器中盛有1 mol 氦气(视作理想气体)，这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于(A) 压强p ． (B) 体积V ．(C) 温度T ． (D) 平均碰撞频率Z ． ［ ］33、一定量的某种理想气体若体积保持不变，则其平均自由程λ和平均碰撞频率Z 与温度的关系是：(A) 温度升高，λ减少而Z 增大．(B) 温度升高，λ增大而Z 减少．(C) 温度升高，λ和Z 均增大．(D) 温度升高，λ保持不变而Z 增大． ［ ］34、一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为0λ，若气体的热力学温度降到原来的一半，但体积不变，分子作用球半径不变，则此时平均自由程为 (A) 02λ． (B) 0λ． (C) 2/0λ． (D) 0λ/ 2． ［ ］35、图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程，其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图(a)和(b)则为半径不等的两个圆．那么：(A) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为正．图(c)总净功为零．(B) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为负．图(c)总净功为正．(C) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为负．图(c)总净功为零．(D) 图(a)总净功为正．图(b)总净功为正．图(c)总净功为负．36、 关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程．(2) 准静态过程一定是可逆过程．(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程．以上四种判断，其中正确的是(A) (1)、(2)、(3)．(B) (1)、(2)、(4)．(C) (2)、(4)．(D) (1)、(4)． ［ ］37、如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程(A) 是平衡过程，它能用p ─V 图上的一条曲线表示． (B) 不是平衡过程，但它能用p ─V 图上的一条曲线表示． (C) 不是平衡过程，它不能用p ─V 图上的一条曲线表示．(D) 是平衡过程，但它不能用p ─V 图上的一条曲线表示． ［ ］38、在下列各种说法V 图(a) V 图(b) V 图(c)(1) 平衡过程就是无摩擦力作用的过程．(2) 平衡过程一定是可逆过程．(3) 平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(4) 平衡过程在p－V图上可用一连续曲线表示．中，哪些是正确的？(A) (1)、(2)． (B) (3)、(4)．(C) (2)、(3)、(4)． (D) (1)、(2)、(3)、(4)．［］39、设有下列过程：(1) 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体．(设活塞与器壁无摩擦)(2) 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升．(3) 一滴墨水在水杯中缓慢弥散开．(4) 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动．其中是可逆过程的为(A) (1)、(2)、(4)．(B) (1)、(2)、(3)．(C) (1)、(3)、(4)．(D) (1)、(4)．［］40、在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程．(2) 平衡过程一定是可逆的．(3) 不可逆过程一定是非平衡过程．(4) 非平衡过程一定是不可逆的．中，哪些是正确的？(A) (1)、(4)．(B) (2)、(3)．(C) (1)、(2)、(3)、(4)．(D) (1)、(3)．［］41、置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态(A) 一定都是平衡态．(B) 不一定都是平衡态．(C) 前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态．(D) 后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态．［］42、气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程(A) 一定都是平衡过程．(B) 不一定是平衡过程．(C) 前者是平衡过程，后者不是平衡过程．(D) 后者是平衡过程，前者不是平衡过程．［］43、如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D绝热过程，其中吸热量最多的过程(A) 是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。
大学热学试题及答案解析
大学热学试题及答案解析一、选择题1. 热力学第一定律表明，能量守恒定律在热现象中同样适用，其数学表达式为：A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = Q + PD. △U = Q - P答案：B解析：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表示系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
因此，正确的表达式是△U = Q - W。
2. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = nMRTD. PV = mMRT答案：A解析：理想气体状态方程描述了理想气体在一定温度和压力下体积和物质的量之间的关系。
其中，P表示压力，V表示体积，n表示物质的摩尔数，R表示理想气体常数，T表示温度。
二、填空题1. 热传导的三种基本方式是：______、______和______。
答案：导热、对流、辐射解析：热传导的三种基本方式分别是导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动传递；对流是指热量通过流体的宏观运动传递；辐射是指热量通过电磁波传递。
2. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响，这被称为______。
答案：开尔文-普朗克表述解析：热力学第二定律有多种表述方式，其中开尔文-普朗克表述指出，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
三、简答题1. 简述热力学第三定律。
答案：热力学第三定律指出，当系统的温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数。
解析：热力学第三定律是关于低温物理和熵的一个定律。
它表明，绝对零度是无法达到的，因为当系统温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，而不是零。
2. 解释为什么说热机的效率不可能达到100%。
答案：热机的效率不可能达到100%，因为根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
解析：热机是将热能转化为机械能的设备。
由于热力学第二定律的限制，热机在工作过程中不可避免地会有能量损失，如热量散失、摩擦等，因此其效率不可能达到100%。
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第一章温度例题
例题1：已知一个气球的体积为，充得温度的氢气。
当温度升高到37时，原有压强和体积维持不变，只是跑掉部分氢气，其质量减少了0.052Kg。
试求气球内氢气在、压强为P下的密度是什么？
解：
由，气体在两种条件下满足
（1）
（2）将代入（1）、（2）两式，得
时，
例题2：一个抽气机转速为400转/分，每分钟能够抽出气体。
设容器的容积问经过多长时间后才能使容器的压强由降到
解：将容器内的和抽出的气体看作一个系统，按等温过程处理。
满足
其
中
由于米/分，联立以上两式得
例题3：道尔顿提出一种温标：规定理想气体体积的相对增量正比于温度的增量，采用在标准大气压时，水的冰点温度为零度，沸点温度为100度，试用摄氏度t来表示道尔顿温标的温度。
解：设比例系数为，有
（1）从（，）（，）积分得
（2）
另由等压条件，有
（3）
将代入（2）、（3）得
于是
第二章热力学第一定律例题
例题1：已知热力学系统在某一准静态过程中满足定值（其中为常数）。
设压强由P1 到P2,体积由V1到V2。
求过程中系统所作的功。
解：
例题2：已知系统进行某循环过程的过程曲线如图中ACBA所示，求此过程系统所作的功。
解：利用体积功的几何意义求
=
例题3：讨论下列三个过程的正负.
（1）等容降温过程：
（2）等温压缩过程：
（3）从某绝热线上一点开始，在绝热线左侧，至上而下与同一绝热线相交于另一点的任一过程：
由
例题4：质量，压强，温度氮气。
先等体增压至。
然后等温膨胀压强降至。
最后等压压缩体积压缩一半。
求整个过程中和，（氮）
解：（1）求，与过程无关
（2）A与过程有关
（3）Q可由热力学第一定律求得
若本题顺序改为求Q和A。
(a)求Q
(b)求A,可用热力学第一定律
例题5：设有一个以理想气体为工质的热机，其循环如图所示，试证明其效率为
证明：分析过程，过程放热
上式第二项，分子分母同乘以，得
第三章热力学第二定律例题
例题1：已知P=1.0atm，T=273.15K条件下冰融化为水，熔解热。
求1kg 冰化为水时的熵变化。
解：（1）可逆过程设计
冰水系统和一恒温热源（T）接触，缓慢吸热融化。
（2）可逆过程热温比积分
（3）由熵的定义
例题2：有一均匀杆的一端的温度为，另一端的温度为，这时将之处于与外界绝然的
条件下，系统内部通过热传递过程到达均匀温度，已知杆质量为M，热容为C，求整个杆熵增量。
解：分析：细杆不同处初温不同，而每一部分又有变化过程，根据熵变是对部分和进程积加，先分为部分，进部分的进程求熵变，然后对部分求和。
（1）任选dl，如图坐标中位置为，温度
求温度为，对应
其中
（2）对所有部分进行求和
例题3：试求理想气体向真空膨胀的熵增量
例题4：证明熵增加原理与两种表述一致。
证明：（1）假设开尔文表述不成立孤立系统
即，违背熵增加原理。
（2）假设克劳修斯表述不成立
孤立系统
有,违背熵增加原理。
第四章气体动理论例题
例题1：一系统的概率分布为，其中，。
a. 试将这概率归一化，给出分布函数f(x).
b. 求当系统x值处于区间值为任意时的概率
c. 求当系统x处于，y处于的概率
解：（1）设归一化因子为c，，由
（2）
（3）
例题2：证明玻尔兹曼熵与克劳修斯熵是一致的.
证明：
（1）由
假设有N个分子做自由膨胀。
1个分子出现在整个容器的概率为1，N个独立存在的分子出现在整个容器中的概率为；1个分子出现在A部概率为，N个分子为，因此
（2）由，设计可逆过程，利用气体准静态等温膨胀过程得
由此“疏途同归”
第五章气体内的输运过程例题
例题1：某6层楼房每层8个房间，编号为11-18，21-28…，61-68。
某人询问楼里的人员主任办公室在哪儿？以下是不同人员提供的三个信息：“办公室在53号房间”“办公室在5层楼”“办公室在第3间”。
试问其信息量各为多少？
解：所有可能存在的状态数目=48
指定“53”，意味状态数目为1
指定第一层，意味状态数目N=8
每层都有“第3间”，N=6
第六章非理想气体固体液体例题
例题1：试证1mol范德瓦尔斯气体在绝缘过程中满足方程证明: 利用绝热过程dQ=0有Da=-dU由范氏内能公式
整理后得
再利用范氏气体方程
得微分方程
两边积分得
㏑㏑T=C
即
T
利用
得
常数
例题2 :氮气做等温压缩,体积从标准状态下的体积减少到原来的1/100,设氮气尊从范氏方程,试计算此过程中外界对气体做的功,气体内能的改更和放出的热量.
解: (1) 有
由范氏方程
得
=RT㏑
R=8
代入上式得
（2）由等温过程有
范氏气体
因此
（3）
例题 3：水和油边界表面张力系数，为使质量的油在水内散布成半径为的小油滴，需要作多少功？（）解：等温条件下，外界做功全部转化为表面能，设为总增加的表面积，小油滴数目为N，R为大油滴的数目
由
得，小油滴数目质量,有
这样
忽略后一项得
例题4：将压强为的空气等温地压缩进肥皂泡内，最后吹成径为
的肥皂泡，设肥皂泡的胀大过程是等温的，求吹成这肥皂泡所需要作的总感功。
（）
解：设分别为泡内、外压强，有
忽略薄膜厚度，记为内、外半径都为r，面积增加
所需做功
等温压缩空气做功
由于，所以
得
这样
例题5：两块平行且竖直放置的玻璃板，部分地侵入水中，使两板间保持距离。
试求每块玻璃板内外两侧所受压力的合力。
已知板宽，水的，接触角。
解：对高度为h的液面，其压强P满足
在h处，，因此
由
第七章相变例题
例题1：将水蒸气等压地冷却直到开始出现液体。
例题2：从饱和蒸汽占总质量60%的状态等比容地加热,直到气体占总体积的100%. 解：
例题3：从气、液各占总质量的50%的状态出发，保持温度不变地加热直到系统的体积大于饱和蒸汽的体积。
解：
气体平衡共存过程特点：
（1）不同的压缩初温，饱和蒸汽压不同，高，大；
（2）气相与液相的比体积不变，总比体积（总比容）变化。