Question

【题目】如图所示，圆柱形绝热气缸固定在水平地面上，内有一个不漏气的绝热活塞可以无摩擦地移动，活塞质量为m，气缸内封闭了一部分理想气体，活塞的面积为S，在活塞正上方用细线悬挂了一质量为m的重物，初始时活塞距气缸底和重物下端的距离均为L，气缸内气体温度，外界大气压强，重力加速度为g，各量均为国际单位，现接通电源（图中未画出）通过电阻丝给气体缓慢加热，，求：

（i）活塞缸接触重物时，气缸内的温度为多少？

（ii）重物刚开始上升时，气缸内的温度为多少？

（iii）若从开始加热到重物刚要上升，电阻丝散发的热量为Q，则气体内能变化了多少？

Answer 1

【答案】（i）（ii）（iii）增加

【解析】（i）初状态：，，活塞刚接触重物时，气体的体积；

气体刚接触重物前做等压变化，由由盖吕萨克定律知，

代入数据解得；

（ii）重物刚开始上升时，，

活塞刚接触重物到中午刚开始上升，气体做等容变化，

由查理定律知：，即，

解得；

（iii）在等压变化过程中，气体对外做功，

在等容变化过程中，气体对外做功；

由热力学第一定律，

即气体内能增加．