题目内容

【题目】如图所示,两个截面积均为S的圆柱形容器,左右两边容器高均为H,右边容器上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞(重力不计),两容器由装有阀门的极细管道(体积忽略不计)相连通.开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,此时被封闭气体的热力学温度为T,且T>T0.求此过程中外界对气体所做的功.已知大气压强为P0

【答案】

【解析】试题分析:打开阀门后,气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动,气体作用于活塞的压强仍为P0.活塞对气体的压强也是P0.设达到平衡时活塞的高度为x,气体的温度为T,根据理想气体状态方程得:

解得:

此过程中外界对气体所做的功:W=P0S(Hx)=

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