题目内容
如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间接触光滑且不漏气．现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热．设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：①气缸内气体压强的大小；
②t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量．
分析：接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热过程中，气缸内气体发生等压变化，根据活塞受力平衡求压强，根据功的公式求做功．根据热力学第一定律分析内能如何变化．
解答：解：①由活塞受力平衡，内部气体压强为P则：
p0+
=p
②气体对外做功：
W=pSh=p0Sh+mgh
内能的变化量：
△E=Q-W=Pt-mgh-p0Sh
答：①气缸内气体压强的大小p0+
；
②t时间缸内气体对外所做的功p0Sh+mgh，内能的变化量Pt-mgh-p0Sh．
p0+
| mg |
| S |
②气体对外做功：
W=pSh=p0Sh+mgh
内能的变化量：
△E=Q-W=Pt-mgh-p0Sh
答：①气缸内气体压强的大小p0+
| mg |
| S |
②t时间缸内气体对外所做的功p0Sh+mgh，内能的变化量Pt-mgh-p0Sh．
点评：本题首先要判断气体的压强不变，可由力学知识理解，其次要掌握热力学第一定律．
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（选修模块3-3）
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