Question

（10分）如圖所示，一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V₀，氣體最初的壓強為p₀/2，汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的。開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B點，設周圍環境溫度保持不變，已知大氣壓強為p₀，重力加速度為g。若一定質量理想氣體的內能僅由溫度決定，求：

①活塞停在B點時缸內封閉氣體的體積V；
②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q。

Answer 1

        

解析試題分析：①設活塞在B處時的封閉氣體的壓強為p，活塞受力平衡，則

解得：
由玻意耳定律
解得氣體體積
②由于氣體的溫度不變，則內能的變化，由能量守恒定律可得

活塞下降的高度為
通過缸壁傳遞的熱量
考點：本題經考察了封閉氣體壓強和熱力學第一定律。