我们接着再看几道。
如图所示,
内壁光滑的固定气缸水平放置,其右端由于有挡板,厚度不计的活塞不能离开气缸,气缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞距气缸右端的距离为0.2m。现对封闭气体加热,活塞缓慢移动,一段时间后停止加热,此时封闭气体的压强变为2×105Pa。已知活塞的横截面积为0.04m2,外部大气压强为1×105Pa,加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J,则封闭气体的内能变化量为( )
A.400J B.1200J C.2000J D.2800J
解析:我们在做此类题的时候,还是和以前一样,要注意关键词,并且一定要把题目的描述转化成物理语言描述的过程。就拿本题来说,关键词是什么呢?那就是缓慢移动,缓慢移动说明活塞时时刻刻处于动态平衡,也就是内外压强相等。而加热就是温度升高,活塞移动,我们就应该问一问,他会停在哪里?显然,根据题意封闭气体的压强大于外部气体的压强,那么活塞,要想停止,只能在最右端。所以气体先等压变化,到活塞运动到挡板处再发生等容变化,等压变化过程气体对外做功。所以,根据热力学第一定律,我们就可以知道内能的变化,应该是吸收的热量减去对外做的功。
再看一道。
如图所示,
柱形容器内封有一定质量的空气,光滑活塞C(质量为m)与容器用良好的隔热材料制成。活塞横截面积为S,大气压为0p,另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一 起到达最低点B而静止,在这一过程中,容器内空气内能的改变量E,外界对容器内空气所做的功W与物体及活塞的重力势能的变化量的关系是( )
解析:还是首先要抓关键词,就拿本地来说,隔热就是关键词。由于系统隔热,所以气体与外界没有热交换,活塞对气体做正功,所以由热力学第一定律知气体的内能增加,且 △E=W 。本体的创新在于把机械能与热力学结合了起来,具体而言,从能量守恒的角度考虑,m和M减少的机械能即重力势能和大气压做功共 Mgh+mg△h+poS△h 这部分损失的能量一部分使气体的内能增加,另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能上,所以 W<Mgh+mg△h+poS△h。试问做此题的时候,您是否想到了碰撞的相关知识呢?因为物体与活塞共同运动,说明二者共速是完全非弹性碰撞,所以说有能量损失哦,您想起来了吗?
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