题目内容
【题目】如图所示,横截面积S=10cm2的活塞,将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内,开始活塞与气缸底都距离H=30cm.在活塞上放一重物,待整个系统稳定后.测得活塞与气缸底部距离变为h=25cm.已知外界大气压强始终为P0=1×105Pa,不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦,取g=10rn/s2 . 求:
①所放重物的质量;
②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量.
【答案】解:①气体初始状态时:P0=1×105Pa
气体末状态时:
由等温变化规律可知:P0HS=P2hS
解得:m=2kg
②外界对气体做功:W=(P0s+mg)(H﹣h)
由热力学第一定律可知:△U=W+Q
解得:Q=﹣6J
则:整个过程中封闭气体放出的热量为6.
答:①活塞上的重物质量为2kg;②整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小为6J.
【解析】①气体等温压缩,根据平衡条件求解出初、末状态的气压,然后根据玻意耳定律列式求解;②先求解气体对外界做的功,然后根据热力学第一定律求解放出的热量.
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