题目内容
【题目】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.
【答案】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.
【解析】(1)根据平衡条件以及压强公式列式求解!。
(2)根据热力学第一定律和做功的公式,联立求解
【考点精析】根据题目的已知条件,利用恒力做功的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.
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