Question

【題目】如圖所示，兩個(gè)截面積均為S的圓柱形容器，左右兩邊容器高均為H，右邊容器上端封閉，左邊容器上端是一個(gè)可以在容器內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的輕活塞（重力不計(jì)），兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道（體積忽略不計(jì)）相連通．開始時(shí)閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有熱力學(xué)溫度為T0的理想氣體，平衡時(shí)活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空．現(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到平衡，此時(shí)被封閉氣體的熱力學(xué)溫度為T，且T＞T0．求此過程中外界對(duì)氣體所做的功．已知大氣壓強(qiáng)為P0

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：打開閥門后，氣體通過細(xì)管進(jìn)入右邊容器，活塞緩慢向下移動(dòng)，氣體作用于活塞的壓強(qiáng)仍為P0．活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)也是P0．設(shè)達(dá)到平衡時(shí)活塞的高度為x，氣體的溫度為T，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：

解得：

此過程中外界對(duì)氣體所做的功：W＝P0S(Hx)＝