Question

【題目】如圖所示，一質量為2m的氣缸，用質量為m的活塞封有一定質量的理想氣體，當氣缸開口向上且通過活塞懸掛靜止時，空氣柱長度為L1(如圖甲所示)。現將氣缸旋轉180°懸掛缸底靜止(如圖乙所示)，已知大氣壓強為P0，活塞的橫截面積為S，氣缸與活塞之間不漏氣且無摩擦，整個過程封閉氣體溫度不變。求：

(i)圖乙中空氣柱的長度；

(ii)從圖甲到圖乙，氣體吸熱還是放熱，并說明理由。

Answer 1

【答案】（1） （2） 放出

【解析】（i）對氣缸內氣體處于甲狀態時，壓強

處于乙狀態時，氣體的壓強為

根據玻意耳定律可得

解得

（ii）氣體從狀態甲變化到狀態乙，氣體溫度相同，內能相同，由于體積減小，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律可知，氣體要放出熱量。