[题目]如图所示.导热良好的气缸直立在水平地面上.气缸的质量为m.高度为L.底面面积为S.用活塞把一定量的气体封闭在气缸内.活塞可沿气缸壁无摩擦移动.活塞及气体的质量可忽略不计.气体可看作理想气体.平衡时.活塞处于距气缸底L处.现用力F缓慢向上拉动活塞.直至气缸刚要离开地面.此过程中活塞未移动到气缸口处.(环境温度保持不变.环� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，导热良好的气缸直立在水平地面上，气缸的质量为m，高度为L，底面面积为S，用活塞把一定量的气体封闭在气缸内，活塞可沿气缸壁无摩擦移动，活塞及气体的质量可忽略不计，气体可看作理想气体。平衡时，活塞处于距气缸底L处。现用力F缓慢向上拉动活塞，直至气缸刚要离开地面，此过程中活塞未移动到气缸口处。（环境温度保持不变，环境气体压强为p0）求：

(1)气缸刚要离开地面时，活塞距气缸底的距离；

(2)若此过程中力F做功为W，则封闭气体需从外界吸收多少热量？

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)气缸刚要离开地面时，对整体由平衡条件可知

活塞处于平衡状态，设此时封闭气体压强为，有

此过程气体做等温变化，设此时活塞距气缸底的距离为，由玻意尔定律则有

联立各式，解得

(2)此过程中力F对活塞做正功，封闭气体对活塞做功为，有

由于封闭气体温度不变，所以其内能保持不变，即

由热力学第一定律知，封闭气体对活塞所做的功等于其吸收的热量，有

解得

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