以下是一些高三物理熱學難題,供您參考:
1. 氣體等溫變化問題:一個容器的體積被壓縮,氣體溫度不變,問氣體壓強如何變化?
2. 氣體自由膨脹問題:一個容器中的氣體被自由膨脹出去,問氣體壓強如何變化?
3. 熱力學第二定律問題:氣體系統與外界有熱交換,系統自發地向外界散熱,問系統內能如何變化?
4. 熱力學第一定律問題:一個封閉系統與外界有能量交換,系統對外界做功,問系統內能如何變化?
5. 熱傳導問題:兩塊金屬板之間存在熱傳導,溫度分布不均勻,問熱量如何傳遞?
6. 熱力學第三定律問題:一個封閉系統經過一定的過程達到了平衡態,問系統是否具有確定的熵值?
7. 熱力學循環問題:一個系統通過一系列的物理過程完成一個循環,問系統對外做功還是吸熱?
8. 相變問題:在一定的溫度和壓力下,液體凝固成固體時,其熵如何變化?
這些題目涉及到熱力學的基本概念、定律和定理,需要學生運用綜合知識來解決。解題過程中需要學生理解熱力學系統的狀態參量、平衡態、熱力學第一定律和第二定律等概念,并能夠運用這些概念來分析實際問題。同時,還需要學生具有一定的數學和物理基礎。
題目:
一容器中裝有一定質量的氣體,已知氣體的溫度從27℃升高到37℃,同時氣體對容器底部的壓強增加了20Pa。求容器中氣體的質量。
這個題目涉及到熱學中的理想氣體狀態方程和壓強的變化,是一個比較典型的熱學難題。
解答:
P1V1 = P2V2
其中,P1和V1分別為氣體原來的壓強和體積,P2和V2分別為氣體現在的壓強和體積。由于容器底部的壓強增加了20Pa,所以有:
P2 = P1 + 20Pa
又因為氣體溫度升高了10℃,所以有:
ΔT = (T2 - T1) = 10℃
m/M = P2V2/RT2
其中,m為氣體質量,M為氣體摩爾質量,R為氣體常數。將已知量代入方程中,得到:
m = (P2V2 - P1V1)R/(RΔT) = (20 × 1 × V - 1 × V) × 8.314 × (37 - 27) ÷ 10℃ = 3.36V (單位為克)
其中,V為容器的容積。將容器容積代入方程中,得到:
m = 3.36L (單位為克)
所以,容器中氣體的質量為3.36克。