Question

【題目】如圖所示，質量為M=40Kg的氣缸開口向上放置在水平地面上，缸內活塞面積為S=0.02m2，活塞及其上面放置的重物總質量為m=100Kg．開始時活塞到缸底的距離為h=0.2m，缸內氣體溫度是t0=27℃，系統處于平衡狀態．后溫度緩慢地上升到t=127℃，系統又達到新的平衡狀態．已知氣體的內能U與溫度t之間滿足關系U=C（t+273）J，其中C為常數，外界大氣壓為P0=1.0×105Pa，g=10m/s2．求：

（1）缸內氣體的壓強P；

（2）活塞移動的距離x；

（3）缸內氣體對外做的功；

（4）缸內氣體從外吸收的熱量Q．

Answer 1

【答案】（1）1.5×105Pa；（2）m；（3）200J；（4）Q=100C+200

【解析】

（1）缸內壓強由大氣壓和活塞共同產生，故

即氣缸內的壓強為：

（2）氣體做等壓變化，則

解得：

（3）缸內氣體對外做的功

（4）內能變化為

由熱力學第一定律可得:

所以: