【物理选修3-3】
33.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其P-T图像如图所示,下列说法正确的是______________(选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给4分,没选错一个扣3分,最低得分为0)
34.如图所示,固定的绝缘气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计),初始时,封闭气体温度为
,活塞距离气缸底部为
,两边水银柱存在高度差,已知水银的密度为
,大气压强为
,气缸横截面积为S,活塞竖直部分长为
,重力加速度为g,试问:
(i)初始时,水银柱两液面高度差多大?
(ii)缓慢降低气缸内封闭气体的温度,当U形管水银面相平时封闭气体的温度是多少?
A、由图示图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体吸热,故A错误;
B、由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故B正确;
C、由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W>0,气体温度降低,内能减少,△U<0,由热力学第一定律可知,气体要放出热量,过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量,故C错误;
D、由图象可知,a、b和c三个状态中a状态温度最低,分子平均动能最小,故D正确;
E、由图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故E正确;
故本题选:BDE
由图示图象判断气体的状态变化过程,应用气态方程判断气体体积如何变化,然后应用热力学第一定律答题.
分析清楚图示图象、知道理想气体内能由气体的温度决定即可解题,解题时要抓住在P-T图象中等容线为过原点的直线.
(i);(ii)
(i)被封闭气体压强
初始时,液面高度差为
(ii)降低温度直至液面相平的过程中,气体先等压变化,后等容变化.
初状态:
末状态:,
根据理想气体状态方程,代入数据,得
①根据活塞平衡求得气体压强,再根据水银柱高度差求出气体压强表达式,联立得到高度差;
②气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律求解出温度.
关键是求出气体压强,然后根据等压变化公式列式求解.