题目内容

【题目】如图所示,封有理想气体的导热气缸,开口向下被竖直悬挂,不计活塞的质量和摩擦,整个系统处于静止状态,活塞距缸底距离为h0。现在活塞下面挂一质量为m的钩码,从挂上钩码到整个系统稳定,设周围环境温度不变。已知活塞面积为S,大气压为PO,不计活塞和缸体的厚度,重力加速度为g。求:

①活塞下降的高度;

②这个过程中封闭气体吸收(放出)多少热量。

【答案】 ;②mgh0

【解析】①设挂钩码前,气体压强为P1,体积V1,由平衡条件得:,所以P1=P0,挂钩码后气体压强为P2,体积V2,根据平衡条件:, 解得:,由理想气体状态方程,V1=Sh0,V2=S(h+h0),T1=T2,联立解得:②设封闭气体对外做功为W,选活塞和钩码整体为研究对象,根据动能定理:,得:.由于气体温度不变,则内能不变,根据热力学第一定律可得封闭气体吸收的热量为:

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