Question

（9分） 如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1。现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到（摄氏）t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：

(1)气体的压强．

(2)这段时间内活塞上升的距离是多少？

(3)这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？

 

Answer 1

(1) P=P0+mg/S (2) Δh＝h2－h1＝ (3) ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)

【解析】

试题分析：（1）活塞受力分析如图，由平衡条件得P=P0+mg/S

(2)设温度为t2时活塞与容器底部相距h2.因为气体做等压变化，由盖—吕萨克定律 得：

由此得：h2＝

活塞上升了Δh＝h2－h1＝.

3)气体对外做功为W＝pS·Δh＝ ·S·＝(p0S＋mg)

由热力学第一定律可知ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)

考点：盖-吕萨克定律；热力学第一定律．