题目内容

【题目】如图所示,用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体,活塞与气缸壁间摩擦忽略不计,开始时活塞距气缸底高度h1=0.50m . 给气缸加热,活塞缓慢上升到距离气缸底h2=0.80m处,同时缸内气体吸收Q=450J的热量.已知活塞横截面积S=5.0×103m2 , 大气压强p0=1.0×105Pa . 求:
(1)缸内气体对活塞所做的功W
(2)此过程中缸内气体增加的内能△U

【答案】
(1)活塞缓慢上升,视为等压过程,

则气体对活塞做功 W=Fh=p0Sh=150J


(2)根据热力学定律△U=W+Q=﹣150+450=300J


【解析】① 活塞缓慢上升,视为等压过程, 则气体对活塞做功 W=Fh=p0Sh=150J
② 根据热力学定律△U=W+Q=﹣150+450=300J
答:① 缸内气体对活塞所做的功为150J
② 此过程中缸内气体增加的内能△U=300J
【考点精析】本题主要考查了热力学第一定律的相关知识点,需要掌握热力学第一定律的表达式:W+Q=ΔU;符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值;物体吸收热量,Q取正值,物体放出热量,Q取负值;物体内能增加,ΔU取正值,物体内能减少,ΔU取负值才能正确解答此题.

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