接著再看幾道比較典型的題目
如圖所示,
水平放置的密閉絕熱氣缸,被絕熱隔板K分隔成體積相等的兩部分,K與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b。現(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體a加熱一段時(shí)間后,a、b各自達(dá)到新的平衡,此時(shí)a、b的體積分別為Va、Vb,溫度分別為Ta、Tb,則下列正確的是( )
解析:像這種相互關(guān)聯(lián)的題目,大家在分析的時(shí)候,切記一定要逐步分析(注意事情都是有先后次序的,也就是說,事情的發(fā)生是需要一定時(shí)間的,哪怕這個(gè)時(shí)間特別少),并且要考慮是否相互影響,最好畫一個(gè)帶箭頭的圖。具體到本題來看,
一開始,當(dāng)電熱絲對(duì)氣體a加熱時(shí),由熱力學(xué)第一定律可知,氣體a體積不變,吸熱使其溫度升高,由理想氣體狀態(tài)方程可知壓強(qiáng)增大。
接下來由于K與氣缸壁的接觸是光滑的,由于氣體a的壓強(qiáng)增大,絕熱隔板K將向b氣體移動(dòng) ,據(jù)熱力學(xué)第一定律,a對(duì)b做功,又無熱交換,故b內(nèi)能增加,b氣體溫度升高。
最終,a氣體壓強(qiáng)等于b氣體壓強(qiáng),但a氣體體積大于b氣體體積,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可知a的溫度最終的溫度,所以a的內(nèi)能大于b的內(nèi)能。
因?yàn)閍b是從一個(gè)平衡態(tài)到另一個(gè)平衡態(tài),這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程,也可以說時(shí)刻平衡。所以壓強(qiáng)或者壓力時(shí)刻平衡,在相同時(shí)間內(nèi),a、b氣體分子對(duì)隔板的沖量相等
a的溫度高,所以分子平均動(dòng)能大,但由于其體積大,所以單位體積的分子數(shù)少,所以a氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊隔板的個(gè)數(shù)較少。雖然少,但由于其動(dòng)量的改變更多,整體來看ab氣體仍然維持動(dòng)態(tài)平衡。
綜上,面對(duì)一道題,我們應(yīng)該把所有的物理量和物理定律盡可能的全部考慮進(jìn)去,提高自己的邏輯分析能力。
再看一道,蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí),外部攜帶一裝有氧氣的氣缸,氣缸導(dǎo)熱良好,活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水溫度隨深度增加而降低,則深潛器下潛過程中,下列說法正確的是( ) A.每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小 B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量 C.氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加 D.氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力增大
解析:這明顯是一道經(jīng)過精心包裝的題目,這就需要我們抓住關(guān)鍵詞理解題目所描述的物理過程,記住,一定是要把題目轉(zhuǎn)化成我們物理中所學(xué)習(xí)過的物理過程。具體問題來看,導(dǎo)熱良好,說明隨時(shí)都有熱傳遞 ,所以,深潛器下潛過程中,由于海水溫度隨深度增加而降低,氣缸導(dǎo)熱良好,導(dǎo)致氣缸內(nèi)的氧氣溫度降低,即分子平均動(dòng)能降低,但氧氣分子平均動(dòng)能降低,但不是每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小,這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)的概念。
根據(jù)熱力學(xué)第一定律△ U=W+Q,所以 內(nèi)能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對(duì)氧氣做功之和,故B錯(cuò)誤;
根據(jù)液體壓強(qiáng)公式 pgh,可知隨下潛深度增加,海水壓強(qiáng)增大,由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通,故活塞無法保持平衡,開始?jí)嚎s氧氣,直到與海水壓強(qiáng)相同,所以氧氣壓強(qiáng)增加,即氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加。根據(jù)沖量定理 Ft=mv 氧氣分子平均動(dòng)能降低,氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力減小,注意雖然單個(gè)分子的撞擊力減少,但是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)的增加,仍然可以使氧氣從整體來看,其壓力或者壓強(qiáng)增大。
還是我們上道題所說,知識(shí)點(diǎn)盡可能的融入同一道題目中。
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