把一定質(zhì)量的理想氣體用活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞相對(duì)于底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動(dòng)，整體放在冰水混合物中．取一小盒砂子緩慢地倒在活塞的上表面上．砂子倒完時(shí)，活塞下降了h/4．再取相同質(zhì)量的一小盒砂子緩慢地倒在活塞的上表面上．外界的壓強(qiáng)和溫度始終保持不變，求第二次砂子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度是多少？在第二次倒砂子的過程中外界對(duì)氣體做功145J，封閉氣體吸熱還是放熱，熱量是多少？
分析：根據(jù)玻意耳定律得到三個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)與體積的乘積均相等，聯(lián)立方程組求解；再根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷吸放熱情況．
解答：解：設(shè)大氣和活塞對(duì)氣體的總壓強(qiáng)為p0，加一小盒沙子對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻馬定律得：
p0h=（p0+p）（h-
h
4
h）   ①
由①式得p=
1
3
p0 ②
再加一小盒沙子后，氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0+2p．設(shè)第二次加沙子后，活塞的高度為h′，由玻馬定律得：p0h=（p0+2p）h′③
聯(lián)立②③式解得
h′=
3
5
h
氣體等溫壓縮，內(nèi)能不變，外界對(duì)氣體做功，故氣體一定放出熱量；
根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有：△U=W+Q，故Q=-W=-145J；
答：第二次沙子倒完時(shí)活塞距氣缸底部的高度為0.6h，氣體放出熱量145J．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是運(yùn)用力學(xué)知識(shí)分析氣體壓強(qiáng)如何變化，然后根據(jù)玻馬定律列式求解，最后根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸放熱情況．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?南京一模）如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中．氣缸的內(nèi)壁光滑，現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，如果環(huán)境溫度保持恒溫，則在此過程中，下列說法正確的是
BCD
BCD

A．每個(gè)氣體分子的速率都不變
B．單位時(shí)間內(nèi)氣缸單位面積上氣體分子撞擊次數(shù)減少
C．氣體內(nèi)能不變，從外界吸熱，并對(duì)外界做功
D．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律
若用p、V、T分別表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度，可用下面圖象來表示氣體的上述變化過程的有
AD
AD

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?淮安模擬）如圖，導(dǎo)熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中，氣缸的內(nèi)壁光滑．現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中：
（1）如果環(huán)境保持恒溫，下列說法正確的是
BC
BC
．
A．每個(gè)氣體分子的速率都不變
B．氣體分子平均動(dòng)能不變
C．水平外力F逐漸變大
D．氣體內(nèi)能減少
E．氣體放熱
F．氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)
G．氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律
（2）如果環(huán)境保持恒溫，分別用P、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度．氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用下列圖象表示的是
AD
AD


（3）如果在上述過程中，環(huán)境溫度變化，氣體對(duì)外界做功8×104J，吸收熱量1.2×105J，求內(nèi)能的變化量為
4×104
4×104
J．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng) 如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸固定在水平地面上，用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，氣缸的內(nèi)壁光滑．現(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿，使活塞緩慢地向右移動(dòng)，并由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，在此過程中：
（1）如果環(huán)境保持恒溫，下列說法中正確的是
 
（選填序號(hào)）；
A．每個(gè)氣體分子的速率都保持不變
B．氣體分子的平均動(dòng)能不變
C．水平外力F逐漸變大
D．氣體內(nèi)能減小
E．氣體放熱
F．氣體內(nèi)能不變，卻對(duì)外做功，此過程違反熱力學(xué)第一定律，不可能實(shí)現(xiàn)
G．氣體從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，此過程不違反熱力學(xué)第二定律
（2）如果環(huán)境保持恒溫，分別用p、V、T表示該理想氣體的壓強(qiáng)、體積及溫度．氣體從狀態(tài)①變化到狀態(tài)②，此過程可用下列哪些圖象表示
 
；
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開口的直立圓筒形氣缸中，活塞上堆放細(xì)砂，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)在對(duì)氣體緩慢加熱，同時(shí)不斷取走細(xì)砂，使活塞緩慢上升，直到細(xì)砂全部取走，則在此過程中（　�。�
A、氣體壓強(qiáng)增大B、氣體溫度可能不變C、氣體壓強(qiáng)減小D、氣體內(nèi)能一定減小

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