题目内容
【题目】如图圆柱形导热气缸质量为
，内部横截面积为
，活塞的质量为
，稳定时活塞到气缸底部的距离为
。用竖直方向的力将活塞缓慢向上拉，直到气缸即将离开地面为止，此时活塞仍在气缸中，此过程中拉力做的功为
。已知大气压强为
，重力加速度为
，环境温度不变，气缸密闭性良好且与活塞之间无摩擦。求：
（1）最终活塞到气缸底部的距离
；
（2）上拉过程中气体从外界吸收的热量
。
【答案】（1）
；（2）
【解析】
（1）以封闭的气体为研究对象，初始状态下，活塞受力平衡，有
所以气体压强
体积
气缸即将离开地面时，气缸受力平衡，有
所以压强
封闭气体体积
气体做等温变化，由玻意耳定律有
解得
（2）设活塞移动过程中气体对活塞做的功为
，由动能定理有
由热力学第一定律有
结合等温变化
解得
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