题目内容
【题目】如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h,此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,气体温度上升到T2.已知大气压强为p0,重力加速度为g,T1 和T2均为热力学温度,不计活塞与气缸的摩擦。求:
![]()
(1)活塞上升的高度;
(2)加热过程中气体的内能增加量.
【答案】(1)
(2)
【解析】
(1)设温度为T2时活塞与容器底部相距2h.因为气体做等压变化,由盖吕萨克定律:![]()
得:
解得T2=2T1
(2)气体对外做功为:W=pS△h=(p0+
)Sh=(p0S+mg)h
由热力学第一定律可知:△U=Q-W=Q-(p0S+mg)h
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