Question

【题目】如图所示，横截面积S=10cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底都距离H=30cm．在活塞上放一重物，待整个系统稳定后．测得活塞与气缸底部距离变为h=25cm．已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g=10rn/s2 ． 求：

①所放重物的质量；
②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量．

Answer 1

【答案】解：①气体初始状态时：P0=1×105Pa

气体末状态时：

由等温变化规律可知：P0HS=P2hS

解得：m=2kg

②外界对气体做功：W=（P0s+mg）（H﹣h）

由热力学第一定律可知：△U=W+Q

解得：Q=﹣6J

则：整个过程中封闭气体放出的热量为6．

答：①活塞上的重物质量为2kg；②整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小为6J．

【解析】①气体等温压缩，根据平衡条件求解出初、末状态的气压，然后根据玻意耳定律列式求解；②先求解气体对外界做的功，然后根据热力学第一定律求解放出的热量．