Question

【物理—選修3—3】某同學用如圖所示的裝置研究氣體的性質(zhì)．用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的氣缸，橫截面積為10cm²，開始時封閉的空氣柱長度為，現(xiàn)在活塞上加放一重為100N的物體，已知大氣壓強為，活塞不計活塞的重力.問：

（1）重新平衡時空氣柱的長度為多少？

（2）若在壓縮氣體的過程中，向外散失的熱量為18J，則氣體的內(nèi)能增加多少？

Answer 1

（1）（2）2J.

解析:

（1）設(shè)重新平衡后氣體的壓強為P₂，壓縮后氣柱的長度為l₂，活塞的橫截面積.

P₁＝1.0×10⁵Pa，

P₂＝，　

穩(wěn)定后，氣體溫度和環(huán)境溫度相同，也等于初態(tài)溫度，由玻意耳定律：

，解出　

（2）大氣壓力對活塞做功，　

重力對活塞做功，　

由熱力學第一定律：　

將等代入，解出，即氣體內(nèi)能增加2J.　

點評：本題是氣體實驗定律和熱力學第一定律相結(jié)合的典型模型．在實行新的課程標準、新的高考模式下，熱學模塊只出一道題．在題量減少的情況下，同一道試題中往往考查多個知識點，而氣體實驗定律和熱力學第一定律是分析氣體的兩大規(guī)律體系，在這種形勢下，兩大規(guī)律相結(jié)合考查是3－3部分最重要的模型．復(fù)習時要重視．