如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A 分成体积均…——2024 高考物理第 19 题答案解析

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19. 如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A 分成体积均为 $V _ { \mathrm { 1 } } = 7 5 0 \mathrm { c m } ^ { 3 }$ 的左右两部分。面积为 $S = 1 0 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ 的绝热活塞B被锁定,隔板A 的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度$T _ { 1 } = 3 0 0 \mathrm { K }$ 、压强 $p _ { 1 } = 2 . 0 4 \times 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ 的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度 $T _ { 2 } = 3 5 0 \mathrm { K }$ 的状态3,气体内能增加 $\Delta U = 6 3 . 8 \mathrm { J }$ 。已知大气压强$p _ { 0 } = 1 . 0 1 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { P a }$ ,隔板厚度不计。

(1)气体从状态1到状态2是\_\_\_(选填“可逆”或“不可逆”)过程,分子平均动能\_\_\_\_(选填“增大”、“减小”或“不变”);

(2)求水平恒力F的大小;

(3)求电阻丝C放出的热量 $\mathcal { Q } _ { \mathfrak { c } }$

Answer key

(1)气体从状态1到状态2是不可逆过程,分子平均动能不变;(2)10N;(3)89.3J

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