Question

[物理3—3]
如圖所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體。活塞的質量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h。現通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量Q時，活塞上升上h，此時氣體的溫為T₁。已知大氣壓強為p₀，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦，求：
（1）氣體的壓強。
（2）加熱過程中氣體的內能增加量。
（3）現停止對氣體加熱，同時在活塞上緩慢添加砂粒，當添加砂粒的質量為m₀時，活塞恰好回到原來的位置，求此時氣體的溫度。

Answer 1

（1）（2）
（3）

（1）取活塞為研究對象，由受力平衡得 …………①
（2）氣體對外做功 …………②
由熱力學第一定律得 …………③
解得 …………④
（3）設活塞回到原位置時，氣體的溫度為T₂
則 …………⑤
由氣態方程             …………⑥
解得         …………⑦