Question

【题目】某密闭绝热“U”形气缸开口向上竖直放置，通过置于底部的电热丝缓慢加热缸内的理想气体，使绝热活塞由A位置缓慢到达B位置，如图甲所示。在此过程中，缸内气体的温度—体积图像（T V图像）如图乙所示。已知活塞质量、横截面积，大气压强，忽略活塞与气缸璧之间的摩擦，重力加速度：

（1）求缸内气体的压强；

（2）求活塞到达位置B时缸内气体的温度；

（3）若一定质量的理想气体从A到B过程的内能增加量ΔU = 40 J，请计算出这个过程气体对外界所做的功？以及判断气体吸收（或者放出）的热量Q为多少。

Answer 1

【答案】（1）1.4 × 105 Pa；（2）600 K；（3）28 J，吸收热量Q = 68 J

【解析】

（1）活塞从A到，以活塞为研究对象，由平衡条件得

解得

（2）由图乙可知

，，

气体做等压变化，则有

解得

（3）已知内能的变化

外界对气体做功

所以气体对外界做的功为

由热力学第一定律得

得气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为