Question

【題目】如圖所示，導(dǎo)熱件能良好的氣缸豎直放置，橫截面積為S。氣缸內(nèi)用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱的高度為L(zhǎng)，溫度為T1。活塞與氣缸間摩擦忽略不計(jì)，現(xiàn)在活塞上放一質(zhì)量為m砝碼，氣柱高度變?yōu)?/span>，氣缸關(guān)婦，再對(duì)氣缸緩慢加熱，使氣缸內(nèi)的氣柱高度恢復(fù)到L，已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為

（1）整個(gè)過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？

（2）氣體的末態(tài)溫度T2為多少？

（3）請(qǐng)?jiān)赩-T圖上畫出整個(gè)過程的圖像 (在圖線上標(biāo)出過程的方向）。

Answer 1

【答案】（1）Q-mgL；（2）2T1；（3）

【解析】（1）在過程1中，氣體保持等溫變化，故氣體的內(nèi)能不變；由玻意耳定律可得： ，解得P0S=mg；

在過程2中，氣體吸熱Q，且氣體對(duì)外做功為，則氣體內(nèi)能變化了Q-mgL；

（2）對(duì)過程2，由氣體狀態(tài)變化方程： 解得T2=2T1；

（3）V-T圖像如圖：