Question

【题目】如图所示，圆柱形绝热汽缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为S=0.2m2，与容器底部相距L=0.3m。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体温度升高到T时，气体吸收热量4.2×103J，活塞向右移动了d=0.1m。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，不计活塞与汽缸的摩擦。

（1）加热前汽缸内理想气体的密度ρ=0.45 kg/m3，摩尔质量M=1.6×10-2 kg/mol，试估算汽缸内理想气体的分子数n。(结果保留两位有效数字)

（2）加热过程中气体内能变化量。

Answer 1

【答案】（1） n=1.0×1024（2）ΔU=2200J

【解析】

解：(1)汽缸内气体的质量：

气体的分子数：

代入数据得：

(2)汽缸内气体的压强：

气体膨胀对外做功：

根据热力学第一定律有：，解得：