高考物理计算题专题复习《热力学定律综合题》(解析版)

《热力学定律综合题》

一、计算题

1.如图所示图中，一定质量的理想气体由状态A经过

ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；

气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中气体

对外界做功200J．

求：过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是

多少？

过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？

2.图中A、B气缸的长度和截面积分别为30cm和，

C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D

为阀门。整个装置均由导热材料制成。起初阀门关闭，

A内有压强帕的氮气。B内有压强

帕的氧气。阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡。假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略。求：

活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；

活塞C移动过程中A中气体是吸热还是放热简要说明理由。

3.薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定

温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数，其中t为渗透持续时间，S为薄膜的面积，d为薄膜的厚度，为薄膜两侧气体的压强差．k称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．

图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U形管内横截面积实验中，首先测得薄膜的厚度，再将薄膜固定于图中处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积，下面部分连同U形管左管水面以上部分的总容积为，薄膜能够透气的面积打开开关、与大气相通，大气的压强，此时U形管右管中气柱长度，关闭、后，打开开关，对渗透室上部分迅速充气至气体压强

，关闭并开始计时．两小时后，U形管左管中的水面高度下降了

实验过程中，始终保持温度为求该薄膜材料在时对空气的透气系数．本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值

来代替公式中的普适气体常量，

．

4.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为的活塞封闭一定质量的气体，

不计一切摩擦，外界大气压为活塞截面积为重力加速度g取，则活塞静止时，气体的压强为多少？若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为，同时气体通过气缸向外传热，则气体内能变化为多少？

5.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其图象如图所

示。已知该气体在状态A时的温度为，求：

该气体在状态B和C时的温度分别为多少K？

该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？

6.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化

到状态C，其状态变化过程的图象如图所示。

已知该气体在状态A时的温度为求：

该气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度？

该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放

热？传递的热量是多少？

7.如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，

活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高

度给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底

处，同时缸内气体吸收的热量．已

知活塞横截面积，大气压强

求：

缸内气体对活塞所做的功W；

此过程中缸内气体增加的内能．

8.一定量的气体从外界吸收了的热量，内能增加了。是气体

对外界做了功，还是外界对气体做了功做了多少焦耳的功

如果气体吸收的热量仍为，但是内能增加了，计算结果

，是负值，怎样解释这个结果

9.一定质量的气体从外界吸收了的热量，同时气体对外做了的功，

问：

气体的内能是增加还是减少变化量是多少

分子的平均动能是增加还是减少

10.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了的功，同时空气的内能增加了

，这一过程中空气向外界传递的热量是多少

11.某压力锅结构如图所示．盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔

上，给压力锅加热．

在压力阀被顶起前，停止加热．若此时锅内气体的体积为V、

摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，计算锅内气体的分子数；

在压力阀被顶起后，停止加热．假设放气过程中气体对外界做功为，并向外界释放了的热量．求该过程锅内原有气体内能的变化量．

12.图所示，导热气缸性能良好，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体．室温为300K，

此时气体的体积，将气缸竖直放置于冰水混合物中，不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气压求：

稳定后封闭气体的体积；

外界对气体做的功W．

13.如图所示，一定量的理想气体最初处于状态A，之后经历

从状态状态状态C的系列变化。已知状态A时气

体的温度为200K，体积为40L，压强为，状态

B时温度升高至400K。

求状态B时的压强及状态C时的体积。

从状态B到状态C的过程，定性分析气体与外界热传递的情况并求外界对气体做功的大小。

14.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如

图所示，气体在状态A时的体积为，温度为，在状态

B时的体积为

求状态B时的温度；

气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做功10J，吸收热量30J，求该过程中气体内能的变化量．

15.如图所示，一轻活塞将体积为V、温度为的理想气体，密封在

内壁光滑的圆柱形导热气缸内．已知大气压强为，大气的温度

为，气体内能U与温度的关系为为正常数在气缸内气体温度缓慢降为的过程中，求：

气体内能减少量；

气体放出的热量Q．

16.如图所示，内壁光滑的圆柱形气缸竖直放置，内有一质量为m的活塞

封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S，外界大气压强为、

缸内气体温度为现对气缸缓慢加热，使体积由增大到的过程中，

气体吸收的热量为，停止加热并保持体积不变，使其降温到，求：停止加热时缸内的气体的温度；

降温过程中气体放出的热量。

17.一定质量的理想气体，状态从

的变化过程可用如图所示的图线描述，其中

为等温线，气体在状态A时温度为，

试求：

气体在状态C时的温度，

若气体在AB过程中吸热1000J，则在AB过程中

气体内能如何变化？变化了多少？