专题跟踪训练(十六)热学
1.(2018·全国卷Ⅲ)(1)(多选)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p—V图中从a到b的直线所示.在此过程中________.
A.气体温度一直降低
B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功
D.气体一直从外界吸热
E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求U形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中,气体温度不变.
[解析] (1)一定量的理想气体从a到b的过程,由理想气体状态方程=可知,Tb>Ta,即气体的温度一直升高,选项A错误;根据理想气体的内能只与温度有关,可知气体的内能一直增加,选项B正确;由于从a到b的过程中气体的体积增大,所以气体一直对外做功,选项C正确;根据热力学第一定律,从a到b的过程中,气体一直从外界吸热,选项D正确;气体吸收的热量一部分增加内能,一部分对外做功,选项E错误.
(2)设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l′1和l′2.由力的平衡条件有
p1=p2+ρg(l1-l2)①
式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小.
由玻意耳定律有
p1l1=pl′1②
p2l2=pl′2③
两边气柱长度的变化量大小相等
l′1-l1=l2-l′2④
由①②③④式和题给条件得
l′1=22.5 cm
l′2=7.5 cm
[答案] (1)BCD (2)22.5 cm 7.5 cm
2.(2018·福州市高三质检)(1)(多选)根据热学知识可以判断,下列说法正确的是________.
A.物体的温度变化时,其分子平均动能一定随之改变
B.载重汽车卸去货物的过程中,外界对汽车轮胎内的气体做正功
C.当水面上方的水蒸气达到饱和状态时,水中不会有水分子飞出水面
D.在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
E.气体的摩尔质量为M,分子质量为m,若1摩尔该气体的体积为V,则该气体单位体积内的分子数为
(2)如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑绝热气缸,气缸下面有加热装置.开始时整个装置处于平衡状态,缸内理想气体Ⅰ、Ⅱ两部分高度均为L0,温度均为T0.已知活塞A导热、B绝热,A、B质量均为m,横截面积为S,外界大气压强为p0保持不变,环境温度保持不变.现对气体Ⅱ缓慢加热,当A上升h时停止加热.求: