物理竞赛热学压轴题.doc

物理比赛热学压轴题及答案热学压轴题优选一、秘制气球生物在“执杖”星邻近的行星上有浓密的大气，此中生活着一种气球状生物，当有人向它们询问小猪能否很会装 13的时候，它们会答复 BIBIBI的响声，我们姑且将这些生物命名为气球气球的半径和质量基本稳固，它们经过调理自己气囊内的气体温度，进而改变密度，用来调理自己的飞翔高度这些生物白日因为日照， 温度上涨，飞翔在空中捕食，夜晚温度降落，停落在地面上歇息气球的质量为 m0，半径为r，地面气温为 T0，压强为p0，密度为 ρ0取绝热大气模型，即大气不一样地方为常数，此中 γ=7/5，大气的定体摩尔热容量为CV=2.5R在高度h=25m 变化不大的范围内， 能够以为大气的温度、 密度和压强随高度线性变化重力加快度为 g各参数取值以下：m=202kg，T=300K，ρ=1.174kg/m3r=10m，g=10.6m/s2，000p0=1.01×105Pa，κ=43.0Jm-2K-1s-1=2040Jm -2s-1（1）气球在歇息的时候，体内的气体和大气自由互换清早它向外深深吐一口气，将体内压降减少到 p0- p，于是恰巧腾飞，能稳固在 h高度飞翔这个过程很短，热量来不及交换。

求 p为多少？（2）飞翔了一段时间后，因为日照随和球自己的特别生理构造能输运热量，气球的压强上升到和四周同样于是它舒畅的不用忍耐压强差了）求此时气球内温度为多少 ?（3）气球皮内外温差为 T时，单位时间内单位面积上的的散热本事为 κ= Q ST t，阳光正入射的时候，单位时间内单位面积供给的热量为 λ= Q S t则气球为了舒畅，单位时间需要搬运给内部气体多少热量， q= Q t？（4）考虑热力学第二定律， 气球为了搬运这些热量， 单位时间内起码应该做功 W为多少？/物理一、奇特的高压锅如图一个容积为 V0的高压锅，初态温度为 T0，内部有压强为p0的理想气体，该气体定体摩尔热容量为 CV=2.5R气阀的面积为S，上边的重物质量为 m，重力加快度为 g，外面大气压强为p0.（1）起码需要升温到 T1为多少才能把重物顶起？（2）假如这个过程中不考虑容器壁散热，则高压锅起码需要吸热 Q1为多少才能把重物顶起？（3）假如高压锅吸热总量为 Q2>Q1，则此时高压锅内的温度 T2为多少？（4）以后再将温度降低到初态，可是气体不会从气阀回到高压锅内，则此时锅内压强 p3为多少？二、气球猪若把猪皮看做不会缩短也不会伸长的柔嫩的导热性能优秀的资料，给小猪肚子充气，制成的气球猪（因为小猪不服第一题的气球生物，决定挑战他们） ，肚皮和猪头（视为质点）质量M=12kg（因为小猪身体“被掏空”，忽视其余质量），小猪肚子的最大容积为Vf=12.5m3。

当小猪位于地面时，给猪肚子充入n=500mol的氦气后，开释小猪问：小猪上涨的最大高度为多少？小猪上涨过程中的加快度a与小猪高度h的关系怎样？画出a-h图线并注明重点点的坐标数值已知氦的摩尔质量uHe=4.0026×10-3kg/mol，大气压强与地面高度h知足玻尔兹曼散布关系，P=100000pa大气的均匀摩尔质量ua=28.964×10-3kg/mol，g=9.8m/s20假定大气温度与氦气温度恒为T=289.64K物理四、质量为m1=0.6kg的圆筒水平川搁置在真空中质量m2=0.3kg、厚度可忽视的活塞将圆筒分为体积同样的两部分，以下图，圆筒的关闭部分充有n=25mol的单原子理想气体，气体的摩尔质量为M，温度为T=273K，忽然松开活塞，气体逸出试问圆筒的最后速度0是多少？设摩擦力、圆筒和活塞的热互换以及气体重心的运动均忽视不计氦的定容摩尔热容Cv=12.6J/(mol·K).五、六、物理七、小猪的空调机制冷机是经过外界对机器做功， 把从低温热源处汲取的能量连同外界对机器做的功一同送到高温处的机器，它能使低温处的温度降低，高温处的温度高升 (空调机就是一种制冷机 )已知当制冷机工作在绝对温度为的高温处和绝对温度为的低温处之间时， 若制冷机从低温处吸收的热量为 Q，外界对制冷机做的功为 W，则有.式中等号对应于理论上的理想状况 .小猪在冬季冷得瘆得慌于是用空调做热泵使用（即取暖空调机） ，在室外温度为能够让小猪鼻涕冻住的-5.00℃状况下，使房间的温度保持在 20.00℃的最正确搞 Billy温度.因为室内温度高于室外，故将有热量从室内传达到室外。

这里考虑传导形式的传热，它听从以下的规律：设一块导热层，其厚度为、面积为 S、双侧温度差的大小为，则单位时间内经过导热层从高温处传导到低温处的热量为 .此中称为热导率，取决于我！物理（1） 假定该房间向外散热是由面向室外的面积、厚度的玻璃板惹起的已知该玻璃的热导率,电费为每度五毛钱， 可怜的小猪只放假 12小时，而手头只有 50元，除了买泡面买“簿本”，只剩下少少的 30元了ORZ问小猪能放心得在家看12 小时的片吗？（ 2）自以为“机智”的小猪将上述玻璃板“镜像法术”，Double了一下，变为了两层！（好厉害 orz!!）两层玻璃板的厚度均为 2.00mm，玻璃板之间夹有 0.50mm的空气层，假定空气的热导率，电费不变，若该热泵仍工作 12小时，请帮傻傻的小猪算算他该花多少钱“施法”才不会因没泡面而饿死八、一球形肥皂泡，质量为 m，其内充有空气（不计空气质量） ，泡外为真空，均衡时半径为因为遇到扰动，肥皂泡做细小的径向膨胀、缩短振动，求振动周期设振动过程中，泡内空气温度保持不变已知肥皂膜的表面张力系数为 σx物理【参照答案】 一、秘制气球生物物理二、奇特的高压锅物理三、物理物理物理物理四 、。