物理竞赛讲座热学.ppt

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1、物理竞赛讲座热学现在学习的是第1页，共37页一竖直放置的粗细均匀的玻璃管长为一竖直放置的粗细均匀的玻璃管长为HcmHcm，内有一段长为，内有一段长为hcmhcm的水的水银柱，把一定质量的气体封闭在管内，当温度为银柱，把一定质量的气体封闭在管内，当温度为ToKToK时，被封闭气时，被封闭气体的长度为体的长度为acmacm，如图所示，已知大气压为高，如图所示，已知大气压为高HocmHocm。今将管内的。今将管内的气体缓慢加热，问温度至少升高到多大可使水银全部从管中气体缓慢加热，问温度至少升高到多大可使水银全部从管中溢出？溢出？从纯数学角度讲：从纯数学角度讲：T取最大值取最大值但从物理方面说，各物理

2、量必须有意义，需结合实际情况但从物理方面说，各物理量必须有意义，需结合实际情况作讨论：作讨论：1。升温水银溢出问题升温水银溢出问题现在学习的是第2页，共37页第一种情形第一种情形第二种情形第二种情形第三种情形第三种情形现在学习的是第3页，共37页【物理模型物理模型】一竖直放置的粗细均匀的玻璃管长为一竖直放置的粗细均匀的玻璃管长为96cm，内有一，内有一段长为段长为20cm的水银柱，被封闭气体的长度为的水银柱，被封闭气体的长度为60cm,已知大气压为已知大气压为高高76cmHg。温度为。温度为300K时，如图所示，今将管内的气体缓慢加热，时，如图所示，今将管内的气体缓慢加热，问温度至少升高到多大

3、可使水银全部从管中溢出？问温度至少升高到多大可使水银全部从管中溢出？水银溢出经历了哪几个阶段？水银溢出经历了哪几个阶段？第第1 1阶段为等压膨胀过程，水银上升了阶段为等压膨胀过程，水银上升了16cm16cm有同学采用这样的解法有同学采用这样的解法现在学习的是第4页，共37页第第2 2阶段，继续加热，水银将外溢，气体压强阶段，继续加热，水银将外溢，气体压强将减小，体积将减小，体积V V将增大，将增大，PVPV乘积的变化规律就只乘积的变化规律就只能借助于数学工具进行讨论，能借助于数学工具进行讨论，PV/T=CPV/T=C，当，当PVPV最最大时，大时，T T就是题中要求的最高温度。就是题中要求的最

4、高温度。此时无需继续升温，剩余的水银会自动溢出此时无需继续升温，剩余的水银会自动溢出现在学习的是第5页，共37页如图所示，粗细均匀的一端封闭，一端开口的玻璃管开如图所示，粗细均匀的一端封闭，一端开口的玻璃管开口朝上竖直放置，高口朝上竖直放置，高h h厘米的水银柱在管子的下部封闭厘米的水银柱在管子的下部封闭了一段长为了一段长为厘米的空气，玻璃管中水银上端面与管口厘米的空气，玻璃管中水银上端面与管口齐平，大气压齐平，大气压o o厘米汞柱，问厘米汞柱，问能否从管口再缓慢地能否从管口再缓慢地注入一些水银？注入一些水银？能否从管口再缓慢地吸出一些水银能否从管口再缓慢地吸出一些水银？而水银并不溢出。？而水

5、银并不溢出。2加注水银问题加注水银问题现在学习的是第6页，共37页如图所示，粗细均匀的一端封闭，一端开口的玻璃管开口朝上如图所示，粗细均匀的一端封闭，一端开口的玻璃管开口朝上竖直放置，高竖直放置，高h=h=厘米的水银柱在管子的下部封闭了一定量的厘米的水银柱在管子的下部封闭了一定量的空气，玻璃管中水银上端面与管口齐平、管子总长度厘米，空气，玻璃管中水银上端面与管口齐平、管子总长度厘米，大气压大气压p po o=7=7厘米汞柱，现用一吸管从管口缓慢地向外吸水银，厘米汞柱，现用一吸管从管口缓慢地向外吸水银，为了不使水银自动外溢，求吸出量应满足条件？为了不使水银自动外溢，求吸出量应满足条件？现在学习的

6、是第7页，共37页一水平放置的圆柱形气缸的质量一水平放置的圆柱形气缸的质量M=2kgM=2kg，活塞质量，活塞质量m=1kgm=1kg，封闭一定质量的，封闭一定质量的理想气体，气体初温为理想气体，气体初温为27270 0C C，气柱长度，气柱长度L L0 0=100cm=100cm，活塞横截面积，活塞横截面积S=10cmS=10cm2 2。开始时，内外气体的压强均为开始时，内外气体的压强均为1 110105 5PaPa。设活塞与气缸壁的最大静摩。设活塞与气缸壁的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小均为擦力和滑动摩擦力大小均为5N5N，求下面两种情况下，使封闭气体的，求下面两种情况下，使封闭气体的温度缓

7、慢升到温度缓慢升到37370 0C C和和1271270 0C C时，活塞相对于气缸的位移分别是多少？时，活塞相对于气缸的位移分别是多少？(1)(1)气缸固定在水平地面上；气缸固定在水平地面上；（2 2）气缸放在光滑的水平面上（没有固定）气缸放在光滑的水平面上（没有固定）现在学习的是第8页，共37页现在学习的是第9页，共37页一端封闭的均匀细管弯成型，放在大气中，管的竖直部分的长度为一端封闭的均匀细管弯成型，放在大气中，管的竖直部分的长度为b b1 1(cm)(cm)，水平部分的长度为，水平部分的长度为b-bb-b1 1(cm)(cm)，大气压强为，大气压强为(cm(cm汞柱汞柱)，且已，且已

8、知知bHbH。在保证不使管内空气泄出的条件下，将水银从管口徐徐倒。在保证不使管内空气泄出的条件下，将水银从管口徐徐倒入管中，直至水银面到达管口。入管中，直至水银面到达管口。(1)(1)欲欲使使注注入入管管中中的的水水银银质质量量为为最最大大，b b1 1应应满满足足的的条条件件？在在此此条条件件下下，封封入管内的空气柱长度为多少？入管内的空气柱长度为多少？结论：结论：第一种情形第一种情形第二种情形第二种情形现在学习的是第10页，共37页所以当所以当时，时，注入水银柱的长度小于注入水银柱的长度小于由此得到由此得到时，时，注入细管内水银柱的长度有最大值注入细管内水银柱的长度有最大值xmax在此条件

9、下，封闭的气柱长为在此条件下，封闭的气柱长为y,y,则则现在学习的是第11页，共37页一端封闭的均匀细管弯成型，放在大气中，管的竖直部分一端封闭的均匀细管弯成型，放在大气中，管的竖直部分的长度为的长度为b b1 1(cm)(cm)，水平部分的长度为，水平部分的长度为b-bb-b1 1(cm)(cm)，大气压强，大气压强为为(cm(cm汞柱汞柱)，且已知，且已知bHbH。在保证不使管内空气泄出的条。在保证不使管内空气泄出的条件下，将水银从管口徐徐倒入管中，直至水银面到达管口。件下，将水银从管口徐徐倒入管中，直至水银面到达管口。(2)(2)若若在在保保持持水水银银面面的的上上表表面面与与管管口口相

10、相平平的的条条件件下下，使使注入管内的水银为最大质量的一半，则注入管内的水银为最大质量的一半，则b b1 1为多少？为多少？由于在由于在条件下条件下进入管内水银柱长为进入管内水银柱长为x xm m可知，只有在可知，只有在时时管内水银面高度才可能小于管内水银面高度才可能小于x xm m现在学习的是第12页，共37页一水平放置的绝热气缸，用绝热活塞封有一定质量的理想气一水平放置的绝热气缸，用绝热活塞封有一定质量的理想气体，气缸和活塞的质量均为体，气缸和活塞的质量均为m m，现给活塞施加一向右的冲量，现给活塞施加一向右的冲量，其大小为，使活塞向右运动，则在以后的运动中，被封气其大小为，使活塞向右运动

11、，则在以后的运动中，被封气体内能改变的最大值是多少？（设活塞的横截面积为，活体内能改变的最大值是多少？（设活塞的横截面积为，活塞相对于气缸的位移为塞相对于气缸的位移为,大气压强为大气压强为p po o)大气压力做功不计对吗？大气压力做功不计对吗？现在学习的是第13页，共37页气缸内气体对活塞和气缸的平均作用力为气缸内气体对活塞和气缸的平均作用力为F现在学习的是第14页，共37页 物态变化物态变化1熔解和凝固熔解和凝固物质从固态变为液态叫熔解，从液态变为固态叫凝固。物质从固态变为液态叫熔解，从液态变为固态叫凝固。晶晶体体在在物物质质熔熔解解时时，固固态态和和液液态态可可以以共共存存的的温温度度叫

12、叫熔熔点点。同同种种晶晶体体在在某某一一压压强强下的熔点也是其凝固点。下的熔点也是其凝固点。晶晶体体在在熔熔解解（或或凝凝固固）过过程程中中温温度度保保持持在在熔熔点点（或或凝凝固固点点）不不变变。非非晶晶体体无无一一定定的的熔熔点点。非非晶晶体体在在熔熔解解（或或凝凝固固）过过程程中中，温温度度不不停停地地上上升升或或下降。下降。晶晶体体的的熔熔点点与与压压强强有有关关。熔熔解解时时体体积积膨膨胀胀的的晶晶体体，随随所所受受压压强强增增大大，溶溶点点升升高高；熔熔解解时时体体积积缩缩小小的的晶晶体体（如如冰冰、锑锑），随随所所受受压压强强增增大大，溶点降低。溶点降低。晶体中渗杂质后，溶点一般

13、降低。晶体中渗杂质后，溶点一般降低。单单位位质质量量的的某某种种物物质质（晶晶体体），在在熔熔点点时时，从从固固态态完完全全熔熔解解成成同同温温度度液液态态时时吸吸收的热量，叫做这种物质的熔解热。单位是收的热量，叫做这种物质的熔解热。单位是J/kg。用。用表示。表示。现在学习的是第15页，共37页【物物理理模模型型】在在质质量量为为m m1 1的的铜铜量量热热器器中中装装有有质质量量为为m m2 2的的水水，共共同同的的温温度度为为t t1212；一一块块质质量量为为m m3 3，温温度度为为t t3 3 的的冰冰投投入入量量热热器器中中，试试求求出出在在各各种种可可能能情情形形下下的的最最终

14、终温温度度。计计算算时时t t3 3应应取取负负值。值。已知铜、水、冰的比热分别为已知铜、水、冰的比热分别为 c c1 1、c c2 2、c c3 3冰的熔解热为冰的熔解热为你认为可能有哪几种情形？你认为可能有哪几种情形？冰全部熔化为水冰全部熔化为水冰、水混合冰、水混合水全部结为冰水全部结为冰表达式如何写？表达式如何写？现在学习的是第16页，共37页为了为了水全部结为冰水全部结为冰为了为了冰、水混合冰、水混合现在学习的是第17页，共37页 汽化和液化汽化和液化物物质质从从液液态态转转化化为为气气态态的的过过程程叫叫汽汽化化，从从气气态态变变为为液液态态叫叫液化。前者吸热，后者放热。液化。前者吸

15、热，后者放热。（1 1）蒸发和沸腾蒸发和沸腾 蒸蒸发发和和沸沸腾腾是是汽汽化化的的两两种种方方式式。蒸蒸发发是是发发生生在在液液体体表表面面的的汽汽化化过过程程，可可以以在在任任何何温温度度下下进进行行；蒸蒸发发时时液液体体温温度度降降低低，从从周周围围物物体体吸吸收收热热量量，因因而而蒸蒸发发有有致致冷冷作作用用；影影响响蒸蒸发发快快慢慢的的因因素素有有：由由表表面面的的大大小小、液液体体温温度度的的高高低低、通通风风条件的好坏、液面上蒸汽压强大小、液体本身性质。条件的好坏、液面上蒸汽压强大小、液体本身性质。现在学习的是第18页，共37页 沸沸腾腾是是在在液液体体表表面面和和内内部部同同时时

16、发发生生的的汽汽化化过过程程，沸沸腾腾发发生生时时，它它的的饱饱和和汽汽压压必必须须等等于于外外界界压压强强，沸沸腾腾时时液液体体的的温温度度不不变变，这这个个温温度度称称为为该该液液体体的的沸沸点点；外外部部压压强强增增大大，液液体体的的沸沸点点升升高高；外外部部压压强强降降低低，沸沸点点降降低低；不不同同的的液液体体在在相相同同的的压压强下沸点不同。强下沸点不同。从宏观角度，沸腾不同于蒸发，但从分子运从宏观角度，沸腾不同于蒸发，但从分子运动论观点，两者并无本质差别。沸腾时，在气、动论观点，两者并无本质差别。沸腾时，在气、液分界面上汽化仍以蒸发的方式在进行，只是在液分界面上汽化仍以蒸发的方式

17、在进行，只是在液体内部同时出现大量小气泡上浮起至液面破裂，液体内部同时出现大量小气泡上浮起至液面破裂，大大增加了汽化的速度。大大增加了汽化的速度。现在学习的是第19页，共37页（2）液液体体在在蒸蒸发发过过程程中中，若若单单位位时时间间内内飞飞离离液液面面的的分分子子数数大大于于返返回回液液体体中中的的分分子子数数，此此时时蒸蒸发发继继续续进进行行。若若液液体体盛盛于于密密闭闭容容器器，则则随随着着蒸蒸发发的的进进行行，容容器器内内蒸蒸汽汽不不断断增增加加，蒸蒸汽汽分分子子数数密密度度逐逐渐渐增增大大，一一旦旦使使单单位位时时间间内内通通过过表表面面蒸蒸发发的的分分子子数数等等于于返返回回液液

18、体体中中的的分分子子数数，即即达达到到动动态态平平衡衡时时，宏宏观观上上的的蒸蒸发发停停止止。此此时时的的蒸蒸汽汽称称为为饱饱和和蒸蒸汽汽。对对应应的的压压强强称称为饱和汽压。为饱和汽压。现在学习的是第20页，共37页饱和蒸汽有如下性质：饱和蒸汽有如下性质：同一温度下，不同液体的饱和汽压不同同一温度下，不同液体的饱和汽压不同只只要要密密闭闭容容器器中中仍仍然然有有液液体体存存在在，饱饱和和汽汽压压随随温温度度的的升高而迅速上升。升高而迅速上升。温温度度一一定定时时，同同种种液液体体的的饱饱和和汽汽压压与与饱饱和和汽汽的的体体积积无关。无关。液液体体汽汽化化时时，未未达达到到动动态态平平衡衡的的

19、蒸蒸汽汽叫叫未未饱饱和和蒸蒸汽汽。未饱和蒸汽近似遵循气体状态方程未饱和蒸汽近似遵循气体状态方程现在学习的是第21页，共37页汽化热汽化热 单单位位质质量量的的某某种种物物质质液液体体转转变变成成同同温温度度气气体体时时吸吸收的热量叫做汽化热。单位是收的热量叫做汽化热。单位是J/kgJ/kg。用。用L L表示。表示。不同液体在温度相同时汽化热不同；同种液体在不同液体在温度相同时汽化热不同；同种液体在不同温度时的热化热也不同，温度越高，汽化热越小。不同温度时的热化热也不同，温度越高，汽化热越小。液液体体汽汽化化时时要要保保持持温温度度不不变变，必必须须有有外外界界热热源源不不断断供供给给热热量量，

20、其其中中一一部部分分用用于于增增加加物物质质内内部部的的分分子子势势能能，从从而而增增加加物物质质的的内内能能，另另一一部部分分克克服服恒恒定定的的外外压压做做功功，其各部分量值的变化满足热力学第一定律。其各部分量值的变化满足热力学第一定律。现在学习的是第22页，共37页在在底底面面积积S=20cmS=20cm2 2的的高高圆圆筒筒容容器器内内的的轻轻活活塞塞下下有有质质量量m=9gm=9g，温温度度为为t t0 0=20=200 0C C水水。利利用用功功率率P=100WP=100W加加热热器器对对水水开开始始加加热热。试试作作出出活活塞塞竖竖直直坐坐标标与与时时间间的的关关系系图图像像，并

21、并求求活活塞塞的的最最大大速速度度。活活塞塞下下面面没没有有空空气气，活活塞塞与与容容器器不不导导热热。大大气气压压强强p p0 0=1atm=1atm，水水 的的 比比 热热c=4.2 c=4.2 10103 3J/kgJ/kg0 0C C，汽汽 化化 热热L=2.2610L=2.26106 6J/kgJ/kg可分为哪几个过程？可分为哪几个过程？第第1阶段从开始到水沸腾阶段从开始到水沸腾这个过程活塞静止这个过程活塞静止现在学习的是第23页，共37页在在底底面面积积S=20cmS=20cm2 2的的高高圆圆筒筒容容器器内内的的轻轻活活塞塞下下有有质质量量m=9gm=9g，温温度度为为t t0

22、0=20=200 0C C水水。利利用用功功率率P=100WP=100W加加热热器器对对水水开开始始加加热热。试试作作出出活活塞塞竖竖直直坐坐标标与与时时间间的的关关系系图图像像，并并求求活活塞塞的的最最大大速速度度。活活塞塞下下面面没没有有空空气气，活活塞塞与与容容器器不不导导热热。大大气气压压强强p p0 0=1atm=1atm，水的比热水的比热c=4.2 10c=4.2 103 3J/kgJ/kg0 0C C，汽化热，汽化热L=2.2610L=2.26106 6J/kgJ/kg第第2阶段水的饱和汽压等于大气压活塞位阶段水的饱和汽压等于大气压活塞位移由汽化水的数量来决定。移由汽化水的数量来

23、决定。在时间在时间t内汽化水的质量内汽化水的质量活塞移动速度等于活塞移动速度等于2008100现在学习的是第24页，共37页第第3阶段作等压膨胀阶段作等压膨胀现在学习的是第25页，共37页【物物理理模模型型】一一密密闭闭气气缸缸内内装装有有空空气气，平平衡衡状状态态下下缸缸底底有有极极少少量量的的水水，如如图图所所示示，缸缸内内气气体体温温度度为为T T，气气体体体体积积为为V V1 1，压压强强P P1 1=2atm=2atm现现将将活活塞塞缓缓慢慢下下压压，并并保保持持缸缸内内温温度度不不变变，当当气气体体体体积积减减小小到到V V2 2=V V1 1/2/2时时，压强变为压强变为P P2

24、 2=3atm=3atm，求温度，求温度T T的值。的值。温度为温度为T T时，水蒸气的气压已达饱和时，水蒸气的气压已达饱和初始状态空气压强初始状态空气压强压缩后空气压强压缩后空气压强等温过程有：等温过程有：现在学习的是第26页，共37页湿度、露点湿度、露点表示空气干湿程度的物理量叫做湿度。表示空气干湿程度的物理量叫做湿度。绝绝对对湿湿度度：空空气气中中单单位位体体积积内内所所含含水水蒸蒸汽汽的的质质量量叫叫做做绝绝对对湿湿度度。通通常常，把把空空气中水蒸汽的压强叫做绝对湿度。气中水蒸汽的压强叫做绝对湿度。相相对对湿湿度度：某某温温度度时时空空气气的的绝绝对对湿湿度度（用用水水蒸蒸汽汽的的压压

25、强强表表示示）与与同同一一温温度度下下水的饱和汽压的百分比，。叫此时的相对湿度。水的饱和汽压的百分比，。叫此时的相对湿度。相相对对湿湿度度反反映映了了空空气气中中的的水水汽汽离离开开饱饱和和的的程程度度。人人体体感感到到适适中中的的相相对对湿湿度度是是60%60%至至70%70%。露点：使空气中原来所含的未饱和水蒸汽刚好能变为饱和水蒸汽时的温度。露点：使空气中原来所含的未饱和水蒸汽刚好能变为饱和水蒸汽时的温度。气气温温降降至至露露点点时时，空空气气中中的的实实际际水水蒸蒸汽汽的的压压强强（绝绝对对湿湿度度）等等于于饱饱和和水水蒸蒸汽汽的的压压强强。因因此此可可以以通通过过测测定定露露点点确确定

26、定空空气气的的绝绝对对湿湿度度和和相相对对湿湿度度。只只要要从表中查出露点时的饱和汽压和所在温度时的饱和汽压即可。从表中查出露点时的饱和汽压和所在温度时的饱和汽压即可。现在学习的是第27页，共37页【模模型型变变换换】将将一一份份潮潮湿湿空空气气的的体体积积压压缩缩为为原原来来的的四四分分之之一一，它它的的压压强强增增至至原原来来的的3 3倍倍。若若再再把把体体积积压压缩缩二二分分之之一一，压压强强变变为为最最初初的的5 5倍倍。以以上上一一切切过过程程都都是是在在温温度度不不变变的的情情况况下下进进行行，空空气气和和水水蒸蒸汽汽均均为为理理想想气气体体。问问在最初条件下相对湿度是多少？在最初

27、条件下相对湿度是多少？说明此时的压强已经饱和说明此时的压强已经饱和设初始压强为设初始压强为P P，其中空气分压为，其中空气分压为P P1 1，水蒸气分压为，水蒸气分压为P P2 2，又设所在温度，又设所在温度饱和气压为饱和气压为P P0 0经第经第1 1次压缩次压缩经第经第2 2次压缩次压缩相对湿度相对湿度现在学习的是第28页，共37页【模模型型变变换换】向向一一个个容容积积为为1L的的预预先先抽抽空空的的容容器器中中注注入入少少量量的的水水，并并在三个温度下测量压强，得在三个温度下测量压强，得t1=600C时，时，p1=1.92104Pat2=900C时，时，p2=4.2104Pat3=12

28、00C时，时，p3=4.55104Pa请请根根据据这这些些数数据据求求出出注注入入水水的的质质量量。如如果果水水的的质质量量减减少少20%，在在这这些些温度下的压强各为多少？温度下的压强各为多少？T1=333KT2=363KT3=393K（p1、T1）说明当温度为说明当温度为T2和和T3时蒸汽不饱和时蒸汽不饱和现在学习的是第29页，共37页在体积和温度不变的条件下，在体积和温度不变的条件下，说明仍是饱和汽，压强不变说明仍是饱和汽，压强不变现在学习的是第30页，共37页理想气体的压强公式理想气体的压强公式1678年年，胡胡克克在在关关于于理理想想气气体体分分子子模模型型的的基基础础上上提提出出了

29、了气气体体分分子子与与容容器器器器壁壁相相碰碰撞撞的的概概念念，并并把把它它与与气气体体的的压压强强相相联联系系起起来来。1738年年，伯伯努努利利在在此此基基础础上上，导导出出了了理理想想气气体体压压强强的的基基本本公公式：式：P=nkT式式中中k为为玻玻尔尔兹兹曼曼常常数数，从从此此式式可可以以看看出出理理想想气气体体压压强强与与分分子子数密度成正比，与热力学温度成正比。数密度成正比，与热力学温度成正比。大气压强产生的原因大气压强产生的原因根根据据玻玻尔尔兹兹曼曼分分布布律律，气气体体分分子子在在重重力力场场中中按按高高度度的的分分布布律为：律为：n=n0e-mgz/kT5 5大气压强产生

30、的原因大气压强产生的原因现在学习的是第31页，共37页如图所示的装置中，上下两个容器和连接它们的细长管都是用热容量很小的如图所示的装置中，上下两个容器和连接它们的细长管都是用热容量很小的良导体做成的，管长为良导体做成的，管长为，K K为阀门，整个装置与外界绝热。开始时，阀为阀门，整个装置与外界绝热。开始时，阀门关闭，两容器中都盛有质量为门关闭，两容器中都盛有质量为m m，单位质量的热容量为，单位质量的热容量为c c的某种液体。平的某种液体。平衡时，温度都是衡时，温度都是T T0 0。由于该液体的蒸气分子受到重力的作用，所以平衡。由于该液体的蒸气分子受到重力的作用，所以平衡时在管内的气体分子并非

31、均匀分布，而是上疏下密。已知其蒸气压强时在管内的气体分子并非均匀分布，而是上疏下密。已知其蒸气压强是按指数规律分布，即是按指数规律分布，即p ph h=p=p0 0e e-mgh/kT-mgh/kT式中的式中的h h是管内某点距下面容器中液面的高度，是管内某点距下面容器中液面的高度，p ph h是该点蒸气的压强，是该点蒸气的压强，p p0 0是是下面液面处蒸气的压强，现打开阀门，试述系统的状态将发生如何变化，并下面液面处蒸气的压强，现打开阀门，试述系统的状态将发生如何变化，并估算出变化最后的结果估算出变化最后的结果。现在学习的是第32页，共37页 6 6热力学第一定律的综合运用热力学第一定律的

32、综合运用1 1热力学第一定律热力学第一定律在任何一个热力学过程中，系统所吸收的热量Q，等于系统内能的增量E与系统对外作功W之和，可表为：现在学习的是第33页，共37页如图所示，绝热的活塞如图所示，绝热的活塞S把一定质量的稀薄气体（可视为理想气体）把一定质量的稀薄气体（可视为理想气体）密封在水平放置的绝热气缸内活塞可在气缸内无摩擦地滑动气缸密封在水平放置的绝热气缸内活塞可在气缸内无摩擦地滑动气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热气缸处在大左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热气缸处在大气中，大气压强为气中，大气压强为p0初始时，气体的体积为初始时，气体的体积为V0、压强为

33、、压强为p0已知已知1摩尔该气体温度升高摩尔该气体温度升高1K时其内能的增量为一已知恒量时其内能的增量为一已知恒量C。，求以下两。，求以下两种过程中电热丝传给气体的热量种过程中电热丝传给气体的热量Ql与与Q2之比之比1从初始状态出发，保持活塞从初始状态出发，保持活塞S位置固定，在电热丝中通以弱电流，并位置固定，在电热丝中通以弱电流，并持续一段时间，然后停止通电，待气体达到热平衡时，测得气体的压持续一段时间，然后停止通电，待气体达到热平衡时，测得气体的压强为强为pl.现在学习的是第34页，共37页2仍从初始状态出发，让活塞处在自由状态，在电热丝中通以仍从初始状态出发，让活塞处在自由状态，在电热丝

34、中通以弱电流，也持续一段时间，然后停止通电，最后测得气体的体积弱电流，也持续一段时间，然后停止通电，最后测得气体的体积为为V2现在学习的是第35页，共37页如图所示，一容器左侧装有活门如图所示，一容器左侧装有活门K K1 1，右侧装有活塞，右侧装有活塞B B，一厚度可以忽略的隔板，一厚度可以忽略的隔板M M将容器隔成将容器隔成a a、b b两室，两室，M M上装有活门上装有活门K K2 2。容器、隔板、活塞及活门都。容器、隔板、活塞及活门都是绝热的。隔板和活塞可用销钉固定，拔掉销钉即可在容器内左右是绝热的。隔板和活塞可用销钉固定，拔掉销钉即可在容器内左右平移，移动时不受摩擦作用且不漏气。整个容

35、器置于压强为平移，移动时不受摩擦作用且不漏气。整个容器置于压强为P P0 0、温、温度为度为T T0 0的大气中。初始时将活塞的大气中。初始时将活塞B B用销钉固定在图示的位置，隔板用销钉固定在图示的位置，隔板M M固定在固定在容器容器PQPQ处，使处，使a a、b b两室体积都等于两室体积都等于V V0 0；K K1 1 、K K2 2关闭。此时，关闭。此时，b b室真空，室真空，a a室装有一定量的空气（容器内外气体种类相同，且均可视为理想气体）室装有一定量的空气（容器内外气体种类相同，且均可视为理想气体），其压强为，其压强为4P4P0 0/5/5，温度为，温度为T T0 0已知已知1mo

36、l1mol空气温度升高空气温度升高1K1K时内能的增量为时内能的增量为C CV V，普适气体常量为普适气体常量为R R。1.1.现在打开现在打开K K1 1，待容器内外压强相等，待容器内外压强相等时迅速关闭时迅速关闭K K1 1 （假定此过程中处在（假定此过程中处在容器内的气体与处在容器外的气体容器内的气体与处在容器外的气体之间无热量交换），求达到平衡时，之间无热量交换），求达到平衡时，a a室中气体的温度。室中气体的温度。大气压做功，内能增加大气压做功，内能增加现在学习的是第36页，共37页a室中原有气体为室中原有气体为n1mol打开阀门打开阀门K1，重新关闭气体为重新关闭气体为n2mol现在学习的是第37页，共37页