Question

【題目】如圖所示,絕熱氣缸倒扣放置,質量為M的絕熱活塞在氣缸內封閉一定質量的理想氣體,活塞與氣缸間摩擦可忽略不計,活塞下部空間與外界連通,氣缸底部連接一U形細管(管內氣體的體積忽略不計).初始時,封閉氣體溫度為T0,活塞距離氣缸底部為h0,細管內兩側水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ,大氣壓強為P0,氣缸橫截面積為s,重力加速度為g,求：

①U形細管內兩側水銀柱的高度差△h

②通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降h,求此時的溫度以及此加熱過程中,氣體對外界做的功。

Answer 1

【答案】 (1) (2)

【解析】①設封閉氣體的壓強為P，對活塞分析：

用水銀柱表達氣體的勻強為：

解得到： ；

②加熱過程中氣體變化是等壓變化：

解得到：

氣體對外做功為：