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    （9 分）如图所示，将一个绝热的汽缸竖直放在水平桌面上，在汽缸内用一个活塞封闭一定质量的气体．在活塞上面放置一个物体，活塞和物体的总质量为m，活塞的横截面积为S．已知外界的大气压为P0，不计活塞和汽缸之间摩擦．在汽缸内部有一阻值为R的电阻丝，电源的电压为U，在接通电源t时间后，发现活塞缓慢上升h高度．已知重力加速度为g，求

    ①外界对气体做多少功；②在这一过程中气体的内能改变了多少？

    ①W′＝－(P0S＋mg)h ②ΔU＝－(P0S＋mg)h＋U2t/R

    【解析】

    试题分析：①设汽缸内气体的压强为p，选活塞为研究对象，根据力的平衡得

    P0S＋mg＝pS

    P＝p0＋mg/S (2分)

    活塞在上升h高度的过程中气体对外界做功，做功的大小为

    W＝pSh＝(p0S＋mg) h (2分)

    外界对气体做的功为W′＝－W＝－(P0S＋mg)h (1分)

    ②电阻丝在t时间内产生的热量为Q＝U2t/R (2分)

    根据热力学第一定律得，气体内能增加了

    ΔU＝W′＋Q＝－(P0S＋mg)h＋U2t/R (2分)

    考点：本题考查热力学定律

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