Question

如图所示，两个导热良好的圆柱形金属筒A和B套在一起，底部到顶部的高度为20厘米，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气．将A系于天花板上，用一块绝热板托住B，使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.1×10⁵Pa，然后缓慢松开绝热板，让B下沉，当B下沉了2cm时，停止下沉并处于静止状态．求：
（1）此时金属筒内气体的压强．
（2）若此过程中气体对外做功10J，则气体吸热还是放热？并求出吸（或放）热的数值．

Answer 1

分析：缸内封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律可求解缸内气体压强；
根据热力学第一定律：△U=W+Q可判断

解答：解：（1）设缸体横截面积为S，缸内气体做等温变化
初态：P₁=1.1×10⁵Pa   V₁=20s，
末态：P₂，V₂=22s
P₁V₁=P₂V₂
代入数据，解得：P₂=1.0×10⁵Pa
（2）若此过程中气体的温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律，△U=W+Q，△U=0，W=-10J，则气体吸热，且Q=10J
答：（1）此时金属筒内气体的压强为1×10⁵Pa；（2）气体吸热，数值为10J．

点评：本题考查玻意耳定律和热力学第一定律公式：△U=W+Q，难度适中．