Question

（2013?烟台二模）如图所示，用弹簧竖直悬挂一气缸，使气缸悬空静止．已知活塞与气缸间无摩擦，缸壁导热性能良好．环境温度为T，活塞与筒底间的距离为h，当温度升高△T时，活塞尚未到达气缸顶部，求：
①活塞与筒底间的距离的变化量；
②此过程中气体对外界

做正功

（填“做正功”、“做负功或“不做功”），气体的内能

增大

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析：①由题，气缸悬空静止，温度升高过程，封闭气体发生等压变化，根据盖?吕萨克定律求解活塞与筒底间的距离的变化量；
②气体膨胀，对外界做正功．一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，根据温度的变化，分析内能的变化．

解答：解：①由题，气缸悬空静止，温度升高过程，封闭气体发生等压变化．
初态：V₁=hS，T₁=T
末态：V₂=（h+△h）S，T₂=T+△T
根据盖?吕萨克定律得 

V1

T1

=

V2

T2

解得，△h=

△T

T

h
②由于气体的体积增大，则此过程中气体对外界做正功．气体的温度升高，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关可知，气体的内能增大．
答：①活塞与筒底间的距离的变化量是

△T

T

h；②做正功，增大．

点评：本题的关键确定出气体发生了等压变化，可根据力平衡知识研究封闭气的压强来理解．