Question

【題目】如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞的厚度不計(jì)，在A、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運(yùn)動(dòng)，A左側(cè)汽缸的容積為，A、B之間容積為．開始時(shí)活塞在A處，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為（為大氣壓強(qiáng)），溫度為297K，現(xiàn)通過對(duì)氣體緩慢加熱使活塞恰好移動(dòng)到B，求：

（1）活塞移動(dòng)到B時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度；

（2）在圖2中畫出整個(gè)過程的p－V圖線；

（3）簡(jiǎn)述活塞由A到B過程中，缸內(nèi)氣體吸熱的理由。

Answer 1

【答案】（1）363K（2）見解析（3）見解析

【解析】試題分析：（1）緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，氣體先發(fā)生等容變化，當(dāng)壓強(qiáng)等于外界大氣壓時(shí)，活塞緩慢向右移動(dòng)，氣體發(fā)生等壓變化．根據(jù)查理定律，求解．（2）根據(jù)氣體經(jīng)過三個(gè)狀態(tài)變化過程，結(jié)合三個(gè)狀態(tài)的P、V值，畫出圖象．（3）當(dāng)活塞到達(dá)A處時(shí)，溫度升高，缸內(nèi)氣體又發(fā)生等容變化，再由氣態(tài)方程列式求出氣體最后的壓強(qiáng)P．

（1）初態(tài)： ，末態(tài)：

根據(jù)査理定律得：

解得：活塞剛離開A處時(shí)的溫度

活塞由A移動(dòng)到B的過程中，缸內(nèi)氣體作等壓變化，由氣態(tài)方程得：

解得：

（2）如圖

（3）氣體在緩慢加熱過程中，溫度升髙，氣體內(nèi)能增加，活塞由A移動(dòng)到B，氣體體積增大，對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸熱。