Question

【題目】如圖所示，一直立的氣缸用一質量為m的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強為；汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的。開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B點，設周圍環(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強為P0，重力加速度為g。求：

①活塞停在B點時缸內封閉氣體的體積V；

②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定質量理想氣體的內能僅由溫度決定）。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】①活塞停在B點時被封閉的氣體壓強為P，則對活塞受力分析可得解得：

氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強為由玻意耳定律得： 解得：

②一定質量理想氣體的內能僅由溫度決定，周圍環(huán)境溫度保持不變，缸壁是導熱經過足夠長時間后，氣體溫度與環(huán)境溫度相同，即氣體內能不變。

由功能關系得： 又

聯立解得：