题目内容
2.如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升上h,此时气体的温为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:(1)气体的压强.
(2)加热过程中气体的内能增加量.
分析 (1)根据活塞受力平衡求出气缸中气体的压强
(2)先计算加热过程中气体对外做的功,再由热力学第一定律求出气体的内能增加量.
解答 解:①活塞受力平衡${p}_{0}^{\;}S+mg=pS$
解得:$p={p}_{0}^{\;}+\frac{mg}{S}$
②加热过程中气体对外做功为W=(p0S+mg)h
由热力学第一定律知内能的增加量为
△U=Q-W=Q-(p0S+mg)h;
答:(1)气体的压强${p}_{0}^{\;}+\frac{mg}{S}$.
(2)加热过程中气体的内能增加量$Q-({p}_{0}^{\;}S+mg)h$.
点评 本题考查理想气体的状态方程和热力学第一定律,解题关键是分清理想气体是发生等容、等压还是等温变化,再合理选择公式求解.
练习册系列答案
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