Question

【題目】如圖所示，兩個截面積均為S的圓柱形容器，左右兩邊容器高均為H，右邊容器上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內無摩擦滑動的輕活塞（重力不計），兩容器由裝有閥門的極細管道（體積忽略不計）相連通．開始時閥門關閉，左邊容器中裝有熱力學溫度為T0的理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內為真空．現將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統達到平衡，此時被封閉氣體的熱力學溫度為T，且T＞T0．求此過程中外界對氣體所做的功．已知大氣壓強為P0．

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：打開閥門后，氣體通過細管進入右邊容器，活塞緩慢向下移動，氣體作用于活塞的壓強仍為P0．活塞對氣體的壓強也是P0．設達到平衡時活塞的高度為x，氣體的溫度為T，根據理想氣體狀態方程得：

解得：

此過程中外界對氣體所做的功：W＝P0S(Hx)＝