Question

【題目】如圖所示，用輕質活塞在氣缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與氣缸壁之間的摩擦忽略不計。開始時活塞距氣缸底的高度為h=0.50m，氣體溫度為t1=27℃。給氣缸加熱，活塞緩慢上升到距氣缸底的高度為h2=0.80m處時，缸內氣體吸收Q=450J的熱量。已知活塞橫截面積S=5.0×10-3m2，大氣壓強P0=1.0×105Pa。求：

①加熱后缸內氣體的溫度；

②此過程中缸內氣體增加的內能。

Answer 1

【答案】(1) （2）

【解析】試題氣體做等壓變化，找出初末狀態的狀態參量列等壓變化方程求解，加熱的過程中內能的變化可由熱力學第一定律求解

①設加熱后缸內氣體的溫度為。活塞緩慢上升為等壓過程，

根據蓋一呂薩克定律得：

其中： ， ，

聯立以上各式，解得：，即

②設氣體對活塞做功為，則：

根據熱力學第一定律得：

聯立以上各式，解得：