高考中的熱力學(xué)難題有哪些(高考中的熱力學(xué)難題及答案)

我們?cè)倏磶讉€(gè)。

如圖所示，

水平放置內(nèi)壁光滑的固定圓筒。由于其右端有擋板，活塞無(wú)論厚度如何都無(wú)法離開(kāi)氣缸。氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體?；钊c氣缸右端的距離為0.2m?，F(xiàn)在密閉氣體被加熱，活塞緩慢移動(dòng)，一段時(shí)間后加熱停止。此時(shí)，封閉氣體的壓力變?yōu)?105Pa。已知活塞截面積為0.04m2，外部大氣壓力為1105Pa，加熱過(guò)程中密閉氣體吸收的熱量為2000J，則密閉氣體的內(nèi)能變化氣體為()

A。400JB.1200JC.2000JD2800J

分析：我們?cè)谧鲞@類題的時(shí)候，還是需要像以前一樣關(guān)注關(guān)鍵詞，而且要把題目的描述轉(zhuǎn)化為物理語(yǔ)言描述。就拿這道題來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵詞是什么？那就是緩慢的運(yùn)動(dòng)。緩慢運(yùn)動(dòng)意味著活塞始終處于動(dòng)態(tài)平衡，即內(nèi)部和外部壓力相等。加熱意味著溫度升高并且活塞移動(dòng)。我們不禁要問(wèn)，它會(huì)停在哪里？顯然，根據(jù)題意，封閉氣體的壓力大于外部氣體的壓力，所以活塞要想停下來(lái)，只能在最右端。因此，當(dāng)活塞移動(dòng)到擋板時(shí)，氣體首先發(fā)生等壓變化，然后發(fā)生等容變化。在等壓變化過(guò)程中，氣體對(duì)外做功。因此，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，我們可以知道，內(nèi)能的變化應(yīng)該是吸收的熱量減去對(duì)外所做的功。

再看一下。

如圖所示，

圓柱形容器內(nèi)封有一定質(zhì)量的空氣。光滑活塞C（質(zhì)量m）和容器均采用良好的隔熱材料制成。活塞的橫截面積為S，大氣壓為0p，質(zhì)量為M的物體從活塞上方的A點(diǎn)自由落體到活塞上，隨活塞到達(dá)最低點(diǎn)B而停止。在此過(guò)程中，容器內(nèi)空氣的內(nèi)能變化E與外界對(duì)容器內(nèi)空氣所做的功W以及物體和活塞的重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系為（）

分析：首先要關(guān)注關(guān)鍵詞。以局部為例，隔熱是關(guān)鍵詞。由于系統(tǒng)是隔熱的，氣體與外界之間沒(méi)有熱交換?；钊麑?duì)氣體做正功。因此，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能增大，E=W。本體論的創(chuàng)新點(diǎn)在于將機(jī)械能與熱力學(xué)結(jié)合起來(lái)。具體來(lái)說(shuō)，從能量守恒的角度來(lái)看，機(jī)械能減少m和M，即重力勢(shì)能和大氣壓功，總計(jì)Mgh+mgh+poSh。這部分損失的能量一部分增加了氣體的內(nèi)能，另一部分損失為碰撞過(guò)程中m和M的內(nèi)能，所以W