Question

【題目】如圖甲所示，用面積S=10cm2的活塞在汽缸內(nèi)封閉著定質(zhì)量的理想氣體，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量m=2kg，開始時汽缸內(nèi)的氣體的溫度T1=300K，缸內(nèi)氣體的高度h=40cm，現(xiàn)對缸內(nèi)氣體緩慢加熱使缸內(nèi)氣體的溫度升高到T2=400K，已知加熱過程中氣體吸收的熱量Q=420J，外界大氣壓強為p0=10×105Pa，重力加速度g取I0m/s2。求：

①加熱過程活塞上升的高度△h；

②加熱過程中被封閉氣體內(nèi)能的變化△U。

Answer 1

【答案】① ②

【解析】

①采用緩慢升溫的方法使活塞與汽缸脫離前，缸內(nèi)氣體的壓強由受力分析得到:

由蓋呂薩克定律得到：

代入數(shù)據(jù)解得：；

②氣體膨脹對外做功為：

代入數(shù)據(jù)解得：

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有：

因為其他發(fā)生的是等壓變化，故氣體膨脹做的是負(fù)功

所以氣體內(nèi)能的變化為。