Question

【題目】如圖所示，上端開口的光滑圓柱形絕熱氣缸豎直放置,質量m=5kg,截面積S= 50cm2的活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，在氣缸內距缸底某處設有體積可忽略的卡壞a、b，使活塞只能向上滑動開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強等于大氣壓強，溫度為300K。現通過內部電熱絲級慢加熱氣缸內氣體，直至活塞恰好離開 a、b。已知大氣壓強 (g取10m/s2):

①求氣缸內氣體的溫度；

②繼續加熱氣缸內的氣體，使活塞緩慢上升H=0.1m(活塞未滑出氣缸)，氣體的內能的變化量為1 8J,則此過程中氣體吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

Answer 1

【答案】①T2=330K ②Q=73J

【解析】：①氣體的狀態參量為：T1=300K，p1=p0=1.0×105pa

對活塞由平衡條件得：p2S=p0S+mg

解得：p2=1.1×105pa

由查理定律得：

解得：T2=330K

②繼續加熱時，氣體等壓變化，體積增大，則溫度升高，內能增大，氣體膨脹對外界做功則外界對氣體做功W=-p2SH=-55J

根據熱力學第一定律ΔU=P+Q

氣體吸收的熱量Q=ΔU-W=73J