Question

如圖l所示，導熱性能良好的氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10 kg，橫截面積50 cm²，厚度l cm，氣缸全長25 cm，氣缸質量20 kg，大氣壓強為1×10⁵Pa，當溫度為17℃時，活塞封閉的氣柱長10 cm。現在用一條細繩一端連接在活塞上，另一端通過兩個光滑的定滑輪后連接在一個小桶上，如圖2所示。開始時活塞靜止。現不斷向小桶中添加細沙，使活塞緩慢向上移動（g取l0m／s²）

①通過計算判斷氣缸能否離開臺面。
②活塞緩慢向上移動過程中，氣缸內氣體是________（填“吸熱”或放熱“），氣體的內能__________（填“增加”或“減少”或“不變”）

Answer 1

（1）能離開臺面（2）“吸熱”； “不變”

試題分析：①開始時氣缸內氣體的壓強為        1分
假設活塞沒有離開氣缸，當氣缸恰好離開臺面時，氣缸內氣體的壓強為
                  1分
此時氣柱長度為L₂，從1—2等溫變化：
得L₂=20cn
由于，所以氣缸可以離開臺面
②活塞上升過程中，氣體膨脹，對外做功，而氣缸導熱性能良好，因此溫度不變，內能不變，根據熱力學第一定律，氣體吸熱。