Question

【题目】如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,求:

(1)外界空气的温度是多少?

(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?

Answer 1

【答案】①②。

【解析】试题分析：于封闭的气体，发生了等压变化，由盖吕萨克定律可求出外界空气的温度．活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，根据势力学第一定律求得气体的内能增加量。

（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，

由盖·吕萨克定律有

解得外界温度：

(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，

所以外界对系统做的功：W＝－(mg＋p0S)d，

根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d.