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2016物理竞赛辅导——热学(二)(打印稿)


2016 物理竞赛辅导——热学(二) 1、 (29 届预赛 1) .下列说法中正确的是 A.水在 0℃时密度最大. B.一个绝热容器中盛有气体,假设把气体中分子速率很大的如大于 vA 的分子全部取走,则气体的温度会 下降,此后气体中不再存在速率大于 vA 的分子. C.杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的,两层玻璃之间抽成真空,抽成真空 的主要作用是既可降低热传导,又可降低热辐射. D

. 图示为一绝热容器, 中间有一隔板, 隔板左边盛有温度为 T 的理想气体, 右边为真空.现抽掉隔板,则气体的最终温度仍为 T. 2、 (30 届预赛 14) . (18 分)如图所示,一摩尔理想气体,由压强与体积关系的 p—V 图中的状态 A 出发, 经过一缓慢的直线过程到达状态 B,已知状态 B 的压强与状态 A 的压强之比为

1 ,若要使整个过程的最终 2

结果是气体从外界吸收了热量,则状态 B 与状态 A 的体积之比应满足什么条件?已知此理想气体每摩尔的 内能为 p A B O

3 RT ,R 为普适气体常量,T 为热力学温度。 2

V

3、 (32 届预赛 15).(20 分)如图,导热性能良好的气缸 A 和 B 高度均为 h(已除开 活塞的厚度) ,横截面 积不同,竖直浸没在温度为 T0 的恒温槽内,它们的底部由一细管连通(细管容积可忽略) 。两气缸内各有 一个活塞,质量分别为 mA=2m 和 mB=m,活塞与气缸之间无摩擦,两活塞的下方为理想气体,上方为真空。 当两活塞下方气体处于平衡状态时,两活塞底面相对于气缸底的高度均为 h/2。现保持恒温槽温度不变, 在两活塞上面同时各缓慢加上同样大小的压力,让压力 从零缓慢增加,直至其大小等于 2mg(g 为重力加 速度)为止,并一直保持两活塞上的压力不变;系统再次达到平衡后,缓慢升高恒温槽的温度,对气体加 热,直至气缸 B 中活塞底面恰好回到高度为 h/2 处。求: (1)两个活塞的横截面积之比 SA∶SB。 (2)气缸内气体的最后的温度。 (3)在加热气体的过程中,气体对活塞所做的总功。

1

4、 (31 届预赛 9) . (10 分)图中所示的气缸壁是绝热的.缸内隔板 A 是导热的,它固定在缸壁上.活塞 B 是绝热的, 它与缸壁的接触是光滑的, 但不漏气.B 的上方为大气.A 与 B 之间以及 A 与缸底之间都盛有 n mol 的同种理想气体.系统在开始时处于平衡状态,现通过电炉丝 E 对气体缓慢加热.在加热过程中,A、B 之 间的气体经历_________过程,A 以下气体经历________过程;气体温度每上升 1K,A、B 之间的气体吸收 的热量与 A 以下气体净吸收的热量之差等于_____________.已知普适气体常量为 R.

5、 (31 届预赛 14).(20 分)1 mol 的理想气体经历一循环过程 1 -2 -3 -1,如 p-T 图示所示,过程 1-2 2 是等压过程,过程 3 -1 是通过 p-T 图原点的直线上的一段,描述过程 2-3 的方程为:c1p + c2p = T 式中 c1 和 c2 都是待定的常量,p 和 T 分别是气体的压强和绝对温度.已知,气体在状态 1 的压强、绝对温 度分别为 P1 和 T1,气体在状态 2 的绝对温度以及在状态 3 的压强和绝对温度分别为 T2 以及 p3 和 T3.气体 常量 R 也是已知的. (1)求常量 c1 和 c2 的值; (2)将过程 1-2 -3 -1 在 p-v 图示上表示出来; (3)求该气体在一次循环过程中对外做的总功.

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