Question

【題目】如圖所示，一直立的氣缸用一質量為m的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S，厚度不計，氣缸內壁光滑且缸壁導熱良好，周圍環境溫度保持不變，開始活塞被固定在A處，打開固定螺栓K，活塞向下移動。經過足夠長時間后，活塞停在B點，已知，B處到氣缸底的距離為2h，大氣壓強為，重力加速度為g。求：

（1）活塞被固定在A處時，缸內氣體的壓強；

（2）整個過程中，缸內氣體是吸熱還是放熱，簡要說明理由。

Answer 1

【答案】(1)(2)放熱，理由見解析

【解析】

(1)設活塞停在B點時，活塞受力平衡，活塞在A處時，氣體壓強為P1。

，

根據玻意爾定律可得：

，

解得：

；

(2)氣體溫度不變，則內能不變，壓縮氣體，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律，可知氣體放熱。

答：(1)活塞被固定在A處時，缸內氣體的壓強；

(2)整個過程中，缸內氣體是吸熱；