高考物理二轮复习第十四章热学专题147与图象相关的计算问题Word格式.docx
《高考物理二轮复习第十四章热学专题147与图象相关的计算问题Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理二轮复习第十四章热学专题147与图象相关的计算问题Word格式.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
0即放热
2.(10分)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:
①温度为600K时气体的压强;
②在p-T图象上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整.
②由V-T图可知,400K~500K气体体积不变,气体做等容变化,故在P-T图中图象应延伸到500K处,此时压强为1.25×
105Pa;
从500K~600K,气体做等压变化,压强p2=1.25×
故从500K至600K为水平直线,
故图象如图所示:
3.(2016·
吉林白山二模)某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如右的pt图象。
已知在状态B时气体的体积VB=3L,求:
(1)气体在状态A的压强;
(2)气体在状态C的体积。
【参考答案】
(1)0.75atm
(2)2L
【名师解析】
(1)从题图中可知气体由A到B是等容变化,初态pB=1.0atm,TB=(273+91)K=364K,末态TA=273K,
由
=
得
,
所以pA=0.75atm
(2)气体由B到C是等温变化,pB=1.0atm,VB=3L,pC=1.5atm,
由pBVB=pCVC得:
VC=2L。
4.(2016·
兰州市诊断)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时的压强pA=p0,温度TA=T0,线段AB与V轴平行,BC的延长线过原点。
(1)气体在状态B时的压强pB;
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中,对外界做的功为10J,该过程中气体吸收的热量为多少;
(3)气体在状态C时的压强pC和温度TC。
(1)
p0
(2)10J (3)
p0
T0
(3)B→C:
等压变化,pC=pB=
p0,
,TC=
5.(8分)一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程,该过程每个状态视为平衡态。
已知A态的温度为27℃。
(1)B态的温度TB。
(2)一次循环过程气体与外界的热交换Q为多少?
是吸热还是放热?
(1)127℃
(2)25J 吸热
(2)从A态又回到A态的过程温度不变,所以内能不变。
A到B气体对外做功
W1=pA·
ΔV=100J
C到D外界对气体做功
W2=pC·
ΔV=75J
外界对气体做的总功
W=W2-W1=-25J
由热力学第一定律
ΔU=W+Q
解得:
Q=25J,Q为正,表示吸热
6.(2016·
枣庄模拟)如图甲所示,竖直放置的气缸内壁光滑,横截面积为S=10-3m2,活塞的质量为m=2kg,厚度不计。
在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B下方气缸的容积为1.0×
10-3m3,A、B之间的容积为2.0×
10-4m3,外界大气压强p0=1.0×
105Pa。
开始时活塞停在B处,缸内气体的压强为0.9p0,温度为27℃,现缓慢加热缸内气体,直至327℃。
(1)活塞刚离开B处时气体的温度t2;
(2)缸内气体最后的压强;
(3)在图乙中画出整个过程中的pV图线。
(1)127℃
(2)1.5×
105Pa(3)见解析图
(2)设活塞最终移动到A处,缸内气体最后的压强为p3,由理想气体状态方程得
解得p3=1.5×
105Pa
因为p3>
p2,故活塞最终移动到A处的假设成立。
(3)如图所示。
7.如图所示p-V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,这一过程中外界对气体做功200J。
(1)ACB过程中气体的内能如何变化?
变化了多少?
(2)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量?
(1)减少了690J
(2)吸收490J
(2)因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数,BDA过程中气体内能变化量UA-UB=690J
由题知W2=200J
由热力学第一定律UA-UB=W2+Q2
解得Q2=490J
即气体吸收热量490J。
8.(2016·
山西忻州一中等四校联考)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p-V图象如图7所示。
已知该气体在状态A时的温度为27℃。
图7
(1)求该气体在状态B、C时的温度;
(2)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?
(1)-73℃ 27℃
(2)吸收热量 200J
(2)因为状态A和状态C温度相等,且理想气体的内能是所有分子的动能之和,温度是分子平均动能的标志,所以在这个过程中ΔU=0,
由热力学第一定律ΔU=Q+W得Q=-W。
在整个过程中,气体在B到C过程对外做功,故
W=-pBΔV=-200J。
即Q=-W=200J,是正值,所以气体从状态A到状态C过程中是吸热,吸收的热量Q=200J。
9.(10分)(2016山东日照一模)如图所示,汽缸开口向右、固定在水平桌面上,气缺内用活塞(横截面积为S)封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。
轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质量为m)连接。
开始时汽缸内外压强相同,均为大气压p0(mg<p0S),轻绳处在伸直状态,汽缸内气体的温度为T0,体积为V。
现使汽缸内气体的温度缓慢降低,最终使得气体体积减半,求:
①重物刚离地面时气缸内气体的温度T1;
②气体体积减半时的温度T2;
③在答题卡上画出如图所示的坐标系,并在其中画出气体状态变化的整个过程,标注相关点的坐标值。
10.(10分)(2016石家庄二模)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p-V图象如图所示。
已知该气体在状态A时的温度为27℃,求:
①该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?
①对一定质量的理想气体由图象可知,A→B为等容变化,
由查理定律得
(2分)
即代入数据得TB=600K(1分)
A→C由理想气体状态方程得
代入数据得TC=300K(1分)
11(10分)(2016豫南九校联考)如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象。
已知气体在状态A时的压强是1.5×
105Pa。
①说出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值.
②请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的P—T图象,并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程.
①(5分)从题图甲可以看出,A与B连线的延长线过原点,所以A→B是一个等压变化,即pA=pB
根据盖—吕萨克定律可得
所以TA=
TB=
×
300K=200K.
12.(9分)(2016湖南十三校联考)图为一个横截面积足够大的喷水装置,内部装有200L水,上部密封1atm的空气1.0L。
保持阀门关闭,再充入2atm的空气1.0L。
设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变。
①求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强
②打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高),通过计算,画出喷水过程中气体状态变化的图象,求最后容器内剩余水的体积。
(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)
【参考答案】①3atm②3.0L;
图见解析
【名师解析】①气体做等温变化,P0=1atm,P1=2atm,V0=1.0L,V1=1.0L
2atm的空气在P0时的体积P1V1=P0V2相当于密封的空气V0和加的空气V2做等温变化:
P0(V2+V0)=P2V0解得:
P2=3atm
②打开阀门后,水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高),此时封闭气体的压强和外界的压强相等为为p0,封闭的气体做等温变化,,p2v0=p0v3解得:
v3=3.0L故容器内剩余水的体积为198L。
作图如下
【举一反三】如果打入的空气是3atm,2L的,封闭气体的压强是多少?