题目内容
【题目】如右图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为、压强为
的理想气体.
和
分别为大气的压强和温度.已知:气体内能U与温度T的关系为
,
为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求
(1)气缸内气体与大气达到平衡时的体积:
(2)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q .
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:找出初状态和末状态的物理量,由查理定律和盖吕萨克定律求体积,根据功的公式和内能表达式求放出的热量。
(1)在气体由压缩p=1.2p0下降到p0的过程中,气体体积不变,温度由T=2.4T0变为T1,由查理定律得:
在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,
由着盖·吕萨克定律得:
联立解得:
(2)在活塞下降过程中,活塞对气体做的功为:
在这一过程中,气体内能的减少为:
由热力学第一定律得,气缸内气体放出的热量为:
联立以上解得:
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