Question

【題目】如圖所示，用輕質活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞上方有質量m=1kg的細沙，活塞與氣缸間摩擦忽略不計，開始時活塞距離汽缸底部高度H1=0.60m。氣體的溫度T1=300K；現將細沙緩慢地逐漸移出汽缸的同時，緩慢給汽缸加熱，細沙全部移出時汽缸溫度T2=400K，活塞上升到距離汽缸底部某一高度H2處，此過程中汽缸吸收的熱量Q=500J，氣體增加的內能U=300J。已知大氣壓強P0=1.0×105pa，活塞橫截面積S=5.0×10-3m2。求:

（i）活塞距離汽缸底部的高度H2

（ii）此過程中缸內氣體對外做的功W

Answer 1

【答案】（i）0.816m （ii）200J

【解析】（i）由理想氣體狀態方程知：

代入數據解得H2=0.816m

（ii）根據熱力學第一定律

得