以下是一些物理氣體的高考題:
1. 2019全國(guó)卷理綜第25題:一個(gè)絕熱材料做的絕熱氣缸固定在水平地面上,氣缸內(nèi)有一絕熱活塞,活塞下掛一個(gè)重物。氣缸內(nèi)有一被抽成真空的圓筒形空間,內(nèi)壁光滑且導(dǎo)熱性能良好。初始時(shí),活塞靜止在氣缸的中點(diǎn),重物質(zhì)量為m,氣缸和活塞都是絕熱的,與外界無(wú)熱交換。現(xiàn)將質(zhì)量也為m的理想氣體無(wú)摩擦地沿缸壁充滿這個(gè)圓筒形空間,并緩慢移到氣缸開口的一端。已知外界大氣壓強(qiáng)為p_{0},溫度為t_{0}。求氣體到達(dá)缸開口端時(shí)缸內(nèi)氣體溫度。
2. 2017全國(guó)卷理綜第25題:一個(gè)絕熱材料做成的箱子固定在水平地面上,箱子內(nèi)有一個(gè)電熱絲,中間有兩根絕緣絲線,下端連接一個(gè)絕熱隔板將箱子分成體積相等的兩部分,隔板中間有一小孔。開始時(shí)隔板處于箱子正中間,且兩部分的溫度均為T_{0}。現(xiàn)用電熱絲對(duì)一部分氣體加熱,使這部分氣體溫度升高到T_{1}并保持該溫度不變。求此時(shí)另一部分氣體的溫度。
3. 2017北京高考物理第25題:一個(gè)絕熱材料做成的箱子固定在水平地面上,箱子內(nèi)有一個(gè)電熱絲和一個(gè)絕熱隔板將箱子分成體積相等的兩部分,隔板中間有一小孔。開始時(shí)隔板處于箱子正中間,且兩部分的溫度均為T_{0}。現(xiàn)用電熱絲對(duì)一部分氣體加熱一段時(shí)間后,部分氣體從小孔處放出,使隔板固定不動(dòng)一段時(shí)間后另一部分氣體溫度也升高到T_{1}并保持該溫度不變。求這部分氣體放出的熱量。
以上題目都涉及到氣體在絕熱條件下的熱交換問題,需要運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程和能量守恒定律進(jìn)行求解。
請(qǐng)注意,以上題目?jī)H為示例,具體高考題目可能因年份和地區(qū)而有所不同。
【例題】一個(gè)密閉的容器中,有一個(gè)正在做絕熱膨脹的理想氣體。假設(shè)容器突然破裂,那么請(qǐng)問理想氣體的溫度和壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生什么變化?
【分析】
這個(gè)問題涉及到熱力學(xué)第一定律和理想氣體的狀態(tài)方程。在開始解答之前,我們需要明確幾個(gè)概念:
1. 絕熱膨脹:在沒有熱交換的情況下,氣體向外釋放熱量。
2. 理想氣體:假設(shè)氣體分子之間沒有相互作用力,即不考慮分子之間的碰撞和摩擦。
3. 容器破裂:這是一個(gè)瞬間事件,不考慮破裂前后的時(shí)間差。
解答:
容器破裂后,理想氣體將立即停止膨脹,并開始向四周擴(kuò)散。由于氣體與外界沒有熱交換,也沒有其他形式的能量交換(如機(jī)械能),所以氣體的溫度不會(huì)發(fā)生變化。
然而,由于氣體分子的密度減小(氣體擴(kuò)散均勻),氣體的壓強(qiáng)會(huì)降低。
所以,理想氣體的溫度不變,壓強(qiáng)降低。
【結(jié)論】容器破裂后,理想氣體的溫度不變,但壓強(qiáng)會(huì)降低。這個(gè)結(jié)論在高考物理試題中可能會(huì)被用來(lái)考察學(xué)生對(duì)熱力學(xué)第一定律和理想氣體狀態(tài)方程的理解和應(yīng)用能力。