《2021-2022学年高二物理竞赛课件：循环过程.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：循环过程.pptx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、V(103m3)2 a b1p(105Pa)26O 一定量的理想气体一定量的理想气体P1、V1、T1，后为，后为P2、V2、T2，已知已知 V2V1,T2=T1 以下说法哪种正确？以下说法哪种正确？（A）不论经历什么过程，气体对外净作功一定为正值）不论经历什么过程，气体对外净作功一定为正值（B）不论经历什么过程，气体对外界净吸热一定为正值）不论经历什么过程，气体对外界净吸热一定为正值（C）若是等温过程，气体吸的热量最少）若是等温过程，气体吸的热量最少（D）若不知什么过程，则）若不知什么过程，则A、Q的正负无法判断的正负无法判断 D 2、一定量的理想气体从一定量的理想气体从a态到态到b态态（A）
2、绝热压缩（）绝热压缩（B）等容吸热）等容吸热（C）吸热压缩（）吸热压缩（D）吸热膨胀）吸热膨胀0.02kg的氦气的氦气,温度由温度由17 0C升为升为27 0C,若在升温过程中若在升温过程中,(1)体积保持不变体积保持不变;(2)压强保持不变压强保持不变;(3)不与外界交换热不与外界交换热量量.试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功体所作的功.解解:(1)W=0,QV=E=(m/M)CV T=623.3 J(2)E=623.3 J QP=(m/M)CP T=1038.8 J W=QP-E=415.5 J(3)E=623.3 J Q
3、S=0 W=-E=-623.3 J 4、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸内一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸内.此此汽缸有可活动的活塞汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气).已知气体的初压强已知气体的初压强 P1=1atm,体积体积V=1 l 1 l,现将该气体在等现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍压下加热直到体积为原来的两倍,然后在等容下加热到压然后在等容下加热到压强为原来的两倍强为原来的两倍,最后作绝热膨胀最后作绝热膨胀,直到温度下降到初温为直到温度下降到初温为止止,试求试求:外界对气体作功为外界对气体作功为 623.3
4、 J(1)在在P V 图上将整个过程表示出来图上将整个过程表示出来.(2)在整个过程中气体内能的改变在整个过程中气体内能的改变.(3)在整个过程中气体所吸收的热量在整个过程中气体所吸收的热量.(4)在整个过程中气体所作的功在整个过程中气体所作的功.解解:(1)P V图见右图见右PV(2)E=CV(Tc-Ta)=0abc(3)Pb=2Pa Vb=2Va(4)W=Q-E=557.2 J一个四周用绝热材料制成的气缸一个四周用绝热材料制成的气缸,导热板导热板C将其分成将其分成 两部两部分，分，D是一绝热的活塞。是一绝热的活塞。A、B分别盛有分别盛有1mol N2和和 He（均视为刚性分子的理想气体）。
5、今缓慢移动（均视为刚性分子的理想气体）。今缓慢移动 活活塞塞D，压缩，压缩A部分的气体，对气体作功为部分的气体，对气体作功为W，求在此，求在此 过过程中程中B部分气体内能的变化。部分气体内能的变化。注意：注意：B缸是等容过程，缸是等容过程，A缸不是绝热过程。缸不是绝热过程。解：解：取取A、B两部分为系统两部分为系统活塞作功过程中，系统活塞作功过程中，系统Q=0。根据热一律：根据热一律：系统内能变化：系统内能变化：A、B温度温度始终相同。始终相同。活塞作功过程中：活塞作功过程中：将（将（2）（）（3）（）（4）代入（）代入（1）：）：将其代入（将其代入（4）：）：如图如图,体积为体积为 30l
6、l 的圆柱形容器的圆柱形容器,口端有一凸出边缘可防止口端有一凸出边缘可防止能上下自由移动的活塞脱离能上下自由移动的活塞脱离(活塞的质量和厚度可忽略活塞的质量和厚度可忽略),容容器内盛有器内盛有 1 m0l,温度为温度为127 0C的单原子理想气体的单原子理想气体.若容器外若容器外大气压强为大气压强为1标准大气压标准大气压,气温为气温为27 0C,求当容器内气体与求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少周围达到平衡时需向外放热多少?活塞活塞解解:开始时气体体积开始时气体体积 V1=30 l l,T1=400 K,P1=RT1/V1=1.108 105 Pa 大气压强大气压强 P0=1.013
7、 105 Pa 可见可见,气体的降气体的降温过程分为两个阶段温过程分为两个阶段,第一阶段为等容降温第一阶段为等容降温,直至气体压强直至气体压强 P2=P0,此时温度为此时温度为T2,放热放热Q1,第二阶段为等压降温第二阶段为等压降温,直至温度直至温度 T3=T0=300 K,放热放热Q2.(1)Q1=CV(T1-T2)=(3/2)R(T1-T2)=(3/2)RT1(1-P2/P1)=428 J(2)Q2=CP(T2-T3)=(5/2)R(T2-T3)=1365 J 总计放热总计放热 Q=Q1+Q2=1.79 103 J循环过程循环过程 系统由某一状态出发，经过一系列变化过程后系统由某一状态出发
8、，经过一系列变化过程后又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程：又回到原来的状态，这样的过程称为循环过程：pV曲线为闭合曲线曲线为闭合曲线 p O V abmn 顺时针：顺时针：W=WambWbna0热机循环热机循环 逆时针：逆时针：W=WanbWbma0致冷循环致冷循环 热机与致冷机热机与致冷机 热机循环及其效率热机循环及其效率 热机：热机：能够不断地把热转变成功的装置。能够不断地把热转变成功的装置。热机通过循环过程热机通过循环过程不断地不断地把热转变成功把热转变成功 热机循环为正循环热机循环为正循环 p O V 锅炉冷却器水泵气缸 WQ1Q2 蒸汽机工作简图蒸汽机工作简图 热机的效率：热机的效率：WQ2Q1工作物质T1T2