Question

【題目】如圖所示，一質量為2m的氣缸，用質量為m的活塞封有一定質量的理想氣體，當氣缸開口向上且通過活塞懸掛靜止時，空氣柱長度為如圖甲所示現將氣缸旋轉懸掛缸底靜止如圖乙所示，已知大氣壓強為，活塞的橫截面積為S，氣缸與活塞之間不漏氣且無摩擦，整個過程封閉氣體溫度不變求：

圖乙中空氣柱的長度；

從圖甲到圖乙，氣體吸熱還是放熱，并說明理由．

Answer 1

【答案】； 從圖甲到圖乙，氣體放熱

【解析】

求出汽缸內的氣體處于甲、乙兩狀態氣體的壓強，根據玻意耳定律求出圖乙中空氣柱的長度；

根據熱力學第一定律分析氣體的吸放熱情況。

汽缸內氣體處于甲狀態時，壓強

處于乙狀態時，氣體的壓強為

由玻意耳定律可得：

解得：

氣體從狀態甲變化到狀態乙，氣體溫度相同，內能相同，由于體積減小，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律可知，氣體要放出熱量。