题目内容
【题目】如图所示，一个圆柱形的绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1．现通过电热丝给气体加热一段时间后，使其温度上升到t2（摄氏温度），这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，假设活塞与容器壁之间无摩擦。求：
①气体的压强；
②这段时间内活塞上升的距离是多少？
③这段时间内气体的内能变化了多少？
【答案】①
②
③
【解析】①活塞受力分析如图所示:
根据共点力平衡的条件，得
②设温度为t2时活塞与容器底部相距为h2.
因为气体做等压变化，根据盖·吕萨克定律，得
解得：
活塞上升的距离为：Δh＝h2－h1＝
③气体对外做功为：W＝pS·Δh＝
·S·＝(p0S＋mg)
根据热力学第一定律，得这段时间内气体内能的变化量为：
ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)
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