Question

（9分） 如圖所示，一圓柱形絕熱容器豎直放置，通過絕熱活塞封閉著攝氏溫度為t1的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h1�，F(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時間，使其溫度上升到（攝氏）t2，若這段時間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q，已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，求：

(1)氣體的壓強．

(2)這段時間內(nèi)活塞上升的距離是多少？

(3)這段時間內(nèi)氣體的內(nèi)能如何變化，變化了多少？

 

Answer 1

(1) P=P0+mg/S (2) Δh＝h2－h(huán)1＝ (3) ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)

【解析】

試題分析：（1）活塞受力分析如圖，由平衡條件得P=P0+mg/S

(2)設(shè)溫度為t2時活塞與容器底部相距h2.因為氣體做等壓變化，由蓋—呂薩克定律 得：

由此得：h2＝

活塞上升了Δh＝h2－h(huán)1＝.

3)氣體對外做功為W＝pS·Δh＝ ·S·＝(p0S＋mg)

由熱力學第一定律可知ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)

考點：蓋-呂薩克定律；熱力學第一定律．