Question

【题目】如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S ， 汽缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A点，打开固定螺栓K ， 活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h ， 大气压强为p0 ， 重力加速度为g ．

（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强；
（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定量理想气体的内能仅由温度决定）．

Answer 1

【答案】
（1）

设活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为P1

在B点活塞受力平衡得：P0S+mg=P1S

解得：P1=

（2）

由于气体温度不变，所以气体内能不变，即△U=0…①

由A到B，外界对气体做的功为：W=P1Sh=（P0S+mg）h…②

根据热力学第一定律得：W+Q=△U…③

①②③联立得：Q=﹣（P0S+mg）h

“﹣“表示放热

【解析】（1）对活塞在B点利用平衡列式求解；（2）根据热力学第一定律列式求解．