Question

【题目】如图所示，内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热，使理想气体体积由V增大了2V的过程中，气体吸收的热量为Q1；停止加热并保持气体体积不变，使其温度降低为T1。已知重力加速度为g，求：

(1)停止加热时缸内气体的温度；

(2)降温过程中气体放出的热量。

Answer 1

【答案】（1）3T1（2）

【解析】

（1）停止加热前缸内气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律得：

气体体积由V增大了2V，故：

V2=3V

解得：

T2=3T1

（2）体积由V增大到3V的过程中，活塞受力平衡有：pS=p0S-mg
解得：

气体对外所做的功：

停止加热后体积不变，故：

W2=0

全程内能变化：

△U=0

根据热力学第一定律：

△U=-W1+Q1-Q2

所以降温过程中气体放出的热量：