Question

【题目】如图所示，厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K，压强为p＝0.5×105 Pa，活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.求：

(1)此时桌面对汽缸的作用力大小FN；

(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7J，内能增加了ΔU＝5J，整个过程活塞都在汽缸内，求T的值.

Answer 1

【答案】(1)50 N　(2)720 K

【解析】解：(1)对汽缸受力分析，由平衡条件有FN＋pS＝p0S，

得FN＝(p0－p)S＝50 N.

(2)设温度升高至T时，活塞与汽缸底的距离为H，则气体对外界做功W＝p0ΔV＝p0S(H－h)，

由热力学第一定律得ΔU＝Q－W.

解得H＝12 cm

气体温度从T0升高到T的过程，由理想气体状态方程，得

解得