模块综合检测(90分钟100分)1.(8分)如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面积为S,活塞重为G,大气压强为p0
若活塞固定,密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q;若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q2
(1)Q1和Q2哪个大些
气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同
(2)求在活塞可自由滑动时,密封气体温度升高1℃,活塞上升的高度h
【解析】(1)设密闭气体温度升高1℃,内能的增量为ΔU,则有ΔU=Q1,ΔU=Q2+W因体积膨胀,W<0,故Q2>Q1由此可见,质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同,所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的.(2)对活塞用动能定理得W内-p0Sh-Gh=0,W内=-W故h=由①②式得-W=Q2-Q1代入得h=
【答案】(1)Q1<Q2见解析(2)2.(6分)某同学设计了如下一个用“油膜法测分子大小”的实验.他配制的油酸酒精溶液的浓度为103mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器量得1mL上述油酸酒精溶液中有液滴50滴,将其中的1滴滴入水面撒有痱子粉的浅盘里,待稳定后,形成了清晰的油膜轮廓.他然后将一有机玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下了油膜的形状.但他没有坐标纸,就先用游标卡尺测量了该玻璃板的厚度如右图所示,然后用剪刀剪出了面积量等于油膜形状的有机玻璃板,如图所示,并用天平称出了其质量为0
3kg,已知该有机玻璃板的密度为ρ=3×103kg/m3,请根据以上数据估测:(1)油酸膜的实际面积;(2)油酸分子的直径
【解析】(1)由图读出有机玻璃板的厚度d×10-3m油酸膜的实际面积S==m2=4×10-2m2
(2)每滴油酸的体积V=××10-6m3=2×10-11m3油酸分子直径d==5×10-10m