Question

【題目】如圖所示，在溫度為27 ℃、大氣壓為p0=105 Pa的教室里，有一導熱性能良好、內壁光滑的氣缸，封閉著一定質量的某種理想氣體。活塞密閉性良好，質量不計，橫截面積S=100 cm2，離氣缸底部距離L1=0.6 m�，F將此氣缸移至溫度為-53 ℃的冷凍實驗室中，并在活塞上方放置一質量為m=10 kg的鉛塊。冷凍實驗室中氣壓也為p0=105 Pa。（取g=10 m/s2），求：

（1）在冷凍實驗室中，活塞穩定時距氣缸底部的距離；

（2）已知一定質量的理想氣體內能與熱力學溫度成正比，且在教室時氣缸內氣體內能為U1=45 J。已知在教室中穩定狀態到實驗室穩定狀態變化過程中，活塞對氣體做功W=250 J，求此過程中通過缸壁傳遞的熱量Q。

Answer 1

【答案】（1）0.4m（2）262J

【解析】

（1）根據氣體狀態方程，有

且

解得在冷凍實驗室中，活塞穩定時距氣缸底部的距離；

（2）設氣體在時的內能為，由題意有

氣體狀態變化過程中內能變化了

又，外界對氣體做功W=250J

由熱力學第一定律

得

所以整個過程中通過缸壁傳遞的熱量