高中物理奥林匹克竞赛专题--气体动理论习题(共42张PPT)

在高温热源处吸的热
量为Q'，则
b' b
c c'
V
（A）<',Q<Q', （B）<',Q>Q', （C）>',Q<Q' , （D）>',Q>Q' .
P aa '
d d'
o
b' b
c c'
V
[B]
3.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下 的面积大小（图中阴影部分）分别为S1和 S2，则二者的大小关系是：
(C) (3).
(D) (3)、(4).
(E) (4).
[C]
2.某理想气体分别进
行了如图所示的两个
卡诺循环：I（abcda）
和 II（a‘b’c‘d’a‘）， P
且两条循环曲线所围
aa '
面积相等。设循环Ι
的效率为 ，每次循
d
环在高温热源处吸的
d'
热量为 Q，循环 II 的 o
效率为 '，每次循环
（A）对外作的净功为正值；
（B）对外作的净功为负值；
（C）内能增加了；
（D）从外界净吸的热量为正值。 [ B ]
7.一定的理想气体,分别经历了上图的 abc
的过程,（上图中虚线为 ac 等温线）,和下
图的 def 过程（下图中虚线 df 为绝热线）,
判断这两个过程是吸热还是放热。
（A）abc 过程吸热, def 过程放热；
净 W 功 W b cW da
P(atm)
5. 4 17 30 J
(4 Q 1 ) Q a bQ bc 6
ΔE abW bc 4. 0 14 9 0 J
2
a
o
25
ηW/1Q 13%
d
b
c
V (l)
50
13.一卡诺热机（可逆的）当高温热源温度 为 127C，低温热源温度为 27C 时，其每 次循环对外作的净功为 8000J，今维持低 温热源温度不变，提高高温热源的温度， 使其每次循环对外作的净功为 10000J，若 两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线 之间，
而 = 31/21. (氧气、氦气以及它们的混合
气均看作理想气体）.
证：氦氧混合气体的定容热容量
C V 2 ( 3 / 2 ) R 3 ( 5 / 2 ) R (21 /2)R
状态方程：PV=5RT dT1(Pd VVd)P 5R
绝热过程中用热力学第一定律
CVdTPdV 由上两式消去dT
Pa
（B）abc 过程放热, def 过程吸热；
（C）abc 过程和 def 过 程都吸热；
bc
o
V
Pd
（D）abc 过程和 def 过
程都放热。
[A]
e o
f V
8.用下列两种方法 （1）使高温热源的温度 T1 升高ΔT； （2）使低温热源的温度 T2 降低同样的ΔT
值。分别可使卡诺循环的效率升高1 和 2，两者相比： （A）1>2 （B）1<2 （C）1=2 （D）无法确定哪个大。
水的摩尔质量
6
18 10 3kg 2
a
(W 1 d a )P a (V a V b ) o 25
d
b
c
V (l)
50
5.01 630 J5
(2Δ ) E abM 2 iR(TbTa)
(i 6)
(i/2a (P )b V P a)3.01 340 J 9
(3T)b
PbVa
(M/)R
914K
W b c ( M m ) /o R b M l l( V n c T /V b )1. 0 15 40 J
解：（1）等温过程气体对外作功为
Baidu Nhomakorabea
W
3V0 V0
PdV
3V0
V0
RTdV V
RlT n 3
8. 3 21 9 18.0 2 9.8 7 16 2 30 J
（2）绝热过程气体对外作功
W
3V0 V0
PdVP0V0γ
V 30V0VdV
311γγ1P0V0
131γ γ 1
RT
2 .2 0 130 J
11. 试证明 2 摩尔的氦气和 3 摩尔的氧气组 成的混合气体在绝热过程中也有 PV = c ，
PdV 2R 11(PdVd ) P 2 5R
即:
31 Pd V21 Vd P0
10 10
积分得:
P3 V1/ 2c 1
12.汽缸内贮有 36g 水蒸汽(视为理想气体),
经abcda 循环过程如图所示.其中 a-b、c-d
为等容过程, b-c 等温过程, d-a 等压过程.试
d
b
求: (1) Wda= ?
（A）S1>S2；
P
（B）S1=S2；
（C）S1>S2；
S1
（D）无法确定。 o
S2 V
[B]
4.一绝热容器被隔板分为两半，一半是真 空，另一半理想气体，若把隔板抽出，气 体将进行自由膨胀，达到平衡后： （A）温度不变，熵增加； （B）温度升高，熵增加； （C）温度降低，熵增加； （D）温度不变，熵不变。
V V2
[A]
10.温度为 25C、压强为 1 atm 的 1 mol 刚
性双原子分子理想气体，经等温过程体积 膨胀至原来的3倍． (1)计算这个过程中气体对外的功. (2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的 3倍,那么气体对外做的功又是多少? 摩尔气体常数 R8.3 m1 1o k 1 l,ln 1 3.0
1.一定量的理想气体，经历某过程后，它的
温度升高了．则根据热力学定律可以断定：
（1）该理想气体系统在此过程中吸了热．
（2）在此过程中外界对该理想气体系统作
了正功．
（3）该理想气体系统的内能增加了．
（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸
了热，又对外作了正功．
以上正确的断言是：
(A) (1)、(3).
(B) (2)、(3).
[ A]
5.用下列两种方法 （1）使高温热源的温度 T1 升高ΔT ； （2）使低温热源的温度 T2 降低同样的ΔT
值。分别可使卡诺循环的效率升高1 和 2，两者相比：
（A）1>2 （B）1<2 （C）1=2 （D）无法确定哪个大。
[B]
6.一定量某理想气体所经历的循环过程是： 从初态（V0，T0）开始，先经绝热膨胀使其 体积增大 1 倍，再经等容升温回复到初态温 度 T0，最后经等温过程使其体积回复为 V0， 则气体在此循环过程中：
[B]
9. 一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体 积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程； AC 等温过程； AD 绝热过程,其中吸热最多 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。
PA B
o V1
C D
(2) Eab= ?
(3) 循环过程水蒸
P(atm)
6
c
气作的净功 W= ?
2
a
(4) 循环效率 ?
o
V (l)
25 50
(注:循环效率 W/ Q1 , W为循环过程水
蒸汽对外作的净功, Q1 为循环过程水蒸气
吸收的热量, 1atm=1.013105Pa)
解:水的质量
P(atm)
M3 61 0 3kg