题目内容
【题目】如图所示,圆柱形气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体、气缸的高度为l、缸体内底面积为S,缸体重力为
弹簧下端固定在桌面上,上端连接活塞,活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为
时,缸内气体高为
,已知大气压强为
,不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活塞刚要脱离气缸,求：
（1）此时缸内气体的温度；
（2）该过程缸内气体对气缸所做的功；
（3）若该过程缸内气体吸收热量为Q,则缸内气体内能增加多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）缓慢升温至活塞刚要脱离气缸过程为等压变化，故由理想气体状态方程可得：
解得此时缸内气体的温度：
（2）对气缸列平衡方程：
该过程气体对缸做功：
解得：
；
（3）由热力学第一定律：
，
气体吸收的热量为Q，故其内能的增量：
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