题目内容
【题目】如图所示,竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝(图中未画出),面积为S的绝热活塞位于气缸内(质量不计),下端封闭一定质量的某种理想气体,绝热活塞上放置一质量为M的重物并保持平衡,此时气缸内理想气体的温度为T0,活塞距气缸底部的高度为h,现用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热,活塞上升了,封闭理想气体吸收的热量为Q。已知大气压强为p0,重力加速度为g。求:
(1)活塞上升了时,理想气体的温度是多少
(2)理想气体内能的变化量
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)封闭理想气体初始状态
,
封闭理想气体末状态
用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热,理想气体做等压变化,设末状态的温度为,由盖吕萨克定律得
解得
(2) 理想气体做等压变化,根据受力平衡可得
理想气体对外做功为
由热力学第一定律可知
联立解得
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