Question

【題目】如圖所示,在豎直放置的圓柱形容器內用質量為m的活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,容器的橫截面積為S.開始時氣體的溫度為T0,活塞與容器底的距離為h0.現將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中,當氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,求:

(1)外界空氣的溫度是多少?

(2)在此過程中的密閉氣體的內能增加了多少?

Answer 1

【答案】①②。

【解析】試題分析：于封閉的氣體，發生了等壓變化，由蓋呂薩克定律可求出外界空氣的溫度．活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，根據勢力學第一定律求得氣體的內能增加量。

（1）取密閉氣體為研究對象，活塞上升過程為等壓變化，

由蓋·呂薩克定律有

解得外界溫度：

(2)活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，

所以外界對系統做的功：W＝－(mg＋p0S)d，

根據熱力學第一定律得密閉氣體增加的內能ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d.