Question

【題目】如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸開口向上豎直放置，通過絕熱活塞將一定質量的理想氣體密封在氣缸內，活塞質量m=1kg、橫截面積S=5×10-4m2，原來活塞處于A位置�，F通過電熱絲緩慢加熱氣體，直到活塞緩慢到達新的位置B，在此過程中，缸內氣體的V-T圖象如圖乙所示。已知大氣壓強P0=1.0×105Pa，忽略活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度g=10m/s2。

（i）求缸內氣體的壓強和活塞到達位置B時缸內氣體的體積；

（ii）若缸內氣體原來的內能U0=72J，且氣體內能與熱力學溫度成正比。求缸內氣體變化過程從電熱絲吸收的總熱量。

Answer 1

【答案】（1）6×10-4m3（2）60J

【解析】（1）活塞從A位置緩慢到B位置，活塞受力平衡，氣體為等壓變化，以活塞為研究對象：pS=p0S+mg

解得：

以氣體為研究對象： ，

解得：

（2）由氣體的內能與熱力學溫度成正比：，解得：UB=108J

外界對氣體做功：

由熱力學第一定律：

得氣體變化過程吸收的總熱量為Q=60J