题目内容

【题目】如图甲所示,放置在水平台上的导热良好的气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞质量为5kg,面积为25cm2,厚度不计,活塞与气缸之间的摩擦不计,且密闭良好.气缸全高为25cm,大气压强为1.0×105 Pa,当温度为27℃时,活塞封闭的气柱高为10cm.若保持气体温度不变,将气缸逆时针缓慢旋转至与水平方向成30°的状态,如图乙所示.g10 m/s20℃相当于273K

①分析此过程中气体是吸热还是放热,并说明理由.

②若气缸静止于图乙状态,将外界环境温度缓慢升高,使活塞刚好下移至缸口,求此时的温度.

【答案】(1)此过程为等温过程,压强减小,所以体积增大,气体对外做功,又因为气体内能不变,

由热力学第一定律,应从外界吸收热量2562.5K

【解析】本题考查热力学第一定律,气体压强计算、气体状态方程等知识。

(1) 过此程中气体从外界吸收热量

此过程为等温过程,压强减小,所以体积增大,气体对外做功,又因为气体内能不变,由热力学第一定律,应从外界吸收热量

2)以活塞为研究对象,初态时有,解得:

末态时有,解得:

解得:

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