Question

【题目】如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞上方有质量m=1kg的细沙，活塞与气缸间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度H1=0.60m。气体的温度T1=300K；现将细沙缓慢地逐渐移出汽缸的同时，缓慢给汽缸加热，细沙全部移出时汽缸温度T2=400K，活塞上升到距离汽缸底部某一高度H2处，此过程中汽缸吸收的热量Q=500J，气体增加的内能U=300J。已知大气压强P0=1.0×105pa，活塞横截面积S=5.0×10-3m2。求:

（i）活塞距离汽缸底部的高度H2

（ii）此过程中缸内气体对外做的功W

Answer 1

【答案】（i）0.816m （ii）200J

【解析】（i）由理想气体状态方程知：

代入数据解得H2=0.816m

（ii）根据热力学第一定律

得