Question

【題目】如圖所示，一導熱性能良好、內壁光滑的汽缸豎直放置，在距汽缸底部處有一與汽缸固定連接的卡環(huán)，活塞與汽缸底部之間封閉了一定質量的氣體．當氣體的溫度、大氣壓強時，活塞與汽缸底部之間的距離，不計活塞的質量和厚度．現(xiàn)對汽缸加熱，使活塞緩慢上升，求：

（1）活塞剛到卡環(huán)處時封閉氣體的溫度；

（2）封閉氣體溫度升高到時的壓強．

（3）汽缸內的氣體從升高到的過程中，若從外界吸收了150J的熱量，則在此過程中氣體的內能變化了多少？假設活塞的面積為

Answer 1

【答案】(1)360K(2)(3)120J

【解析】

(1)設氣缸的橫截面積為S，由活塞緩慢上升可知氣體是等壓膨脹，根據蓋-呂薩克定律有：

代入數據解得

(2)封閉氣體從360K上升到540K的過程中是等容變化，根據查理定律有：

解得

(3)缸內氣體對外做功的過程是活塞從圖中位置上升至固定卡環(huán)的過程，根據功的公式有：

由熱力學第一定律得