题目内容
(2)(9分)如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,求:
(a)外界空气的温度是多少?
(b)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?
(a)外界空气的温度是多少?
(b)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?
(a) T= T0 (b) ΔE=Q+W=Q-(mg+p0S)d
试题分析:(a)取密闭气体为研究对象,活塞上升过程为等压变化,由盖·吕萨克定律有得外界温度T=T0=T0
(b)活塞上升的过程,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功W=-(mg+p0S)d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能:ΔE=Q+W=Q-(mg+p0S)d
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