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1、32.专体实验定律和热力学定律的应用1.（2021 江苏连云港市适应性演练）一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V7图象如图1所示。下列说法正确的有（）图1A.AfB的过程中，气体对外界做功B.A-8的过程中，气体吸收热量C.3-C的过程中，气体压强不变的过程中，气体内能增加答案C解析 由图知4fB的过程中，温度不变，则内能不变，而体积减小，所以外界 对气体做功，为保持内能不变，根据热力学第一定律知，在A-B的过程中，气 体放出热量，故A、B错误；的过程为等压变化，气体压强不变，故C正 确；的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误。2.（2021山东潍坊市二模）如图2所示，一
2、定质量的理想气体从状态a依次经过状 态氏c和d再回到状态。的过程，。一是温度为刀的等温过程，c-d是温度为 8的等温过程，一c和4一。为绝热过程（气体与外界无热量交换），这就是著名的 “卡诺循环”。卡诺循环构建了从单一热源吸收热量用来做功的理想过程，符合 卡诺循环的热机的效率为=1 ,。下列说法正确的是（图2Ao-b过程气体对外界做功且吸收热量B.b-c过程气体对外做的功小于气体内能的减少量C.c-d过程单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少D.由卡诺循环可知热机效率可能达到100% 答案A 解析过程为等温过程，温度不变，气体的内能不变，气体体积增大，气体 对外界做功，根据热力学第一定律可知气
3、体从外界吸收热量，故A正确；b-c 过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，根据热力学第一定律 可知力一c,过程气体对外做的功等于气体内能的减少量，故B错误；c-d为等温 过程，压强变大，体积减小，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强 变大说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；根据热力学第 二定律，热机效率不可能达到100%,故D错误。3.（2021山东泰安市二轮检测）一定质量的理想气体从状态M经历过程1或者过程 2到达状态N,其一V图象如图3所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交 换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。状态M、N的温度分别 为
4、Tm、Tn,在过程1、2中气体对外做功分别为Wi、贝小 ）图3R.Tm=TnB./wv7C.WW2D.WW2答案C解析 在1的过程中，从M到N,体积变大，对外做功，由于与外界无热交换， 可知内能减小，温度降低，即力心Tv, A、B错误；根据W=pAV可知气体对外 做功等于pV图象与横轴围成的面积，由图象可知卬卬2, C正确，D错误。 4.（2021 广西柳州市第三次模拟）如图4所示，一圆柱形气缸固定在水平地面上， 用质量?=20 kg、面积S= 100 cm2的活塞密封了一定质量的理想气体，活塞通 过正上方的定滑轮连接一质量M=50kg的重物，活塞与气缸之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等为3(
5、)0 N。开始时 气体的温度，=27 o压强=0.9 X 1(户Pa,活塞与气缸底部的距离H=5() cm, 重物与水平地面的距离/2= 10 cmo己知外界大气压po=l.OXl()5 pa,重力加速 度g=10m/s2。现对气缸内的气体缓慢加热，求：图4重物恰好开始下降时气体的温度；(2)重物刚与地面接触时气体的温度。答案(1)333.3 K (2)400 K解析 (1)重物恰好开始下降时，对活塞受力分析 iS+Mg=poS+mg+B，7=300K,气体做等容变化与=%,解得71 = 333.3 K。(2)活塞从开始运动至重物刚与地面接触过程中，气体做等压变化V=HS, V2=(HVi 口
6、+/z)S,不=中,解得乃=400 K。 /I 125.(2021 河南六市第二次联合调研检)为确保广大师生健康安全，学校消毒工作是 防疫的重点。图5为某校使用的气压式喷雾器，该喷雾器的容器容积为3 L,容 器内气体压强至少达到1.2X 105 Pa才能将容器内消毒液呈雾状喷出。现向容器内 注入2 L消毒液并封闭容器，然后向容器内打气，每次打气能将压强po= 1.0X105 Pa、体积AV= 10()mL的空气打入容器内，打气过程中容器内气体温度一直与外 界温度相同，不计细管的体积。图5(1)要使容器中的消毒液呈雾状喷出，至少需要打气多少次;若经过多次打气，容器内空气压强达到3.0X 1()5 pa,要将药液呈雾状喷出，最 多能喷出多少升消毒液？答案(1)2 次(2)1.5 L解析(1)设至少需要打次气，喷液前容器内空气体积为Vo,根据玻意耳定律可得：/x)(Vb+/AV)= 1.2/?oVb解得：=2次。(2)设容器内空气压强为1.2X105pa时，气体体积为0,则3pWo=1.2poU最多喷出消毒液体积为V2=Vi-Vo联立解得=1.5L。