Question

【题目】如图甲所示，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内，活塞质量m=1kg、横截面积S=5×10-4m2，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的V-T图象如图乙所示。已知大气压强P0=1.0×105Pa，忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g=10m/s2。

（i）求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积；

（ii）若缸内气体原来的内能U0=72J，且气体内能与热力学温度成正比。求缸内气体变化过程从电热丝吸收的总热量。

Answer 1

【答案】（1）6×10-4m3（2）60J

【解析】（1）活塞从A位置缓慢到B位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象：pS=p0S+mg

解得：

以气体为研究对象： ，

解得：

（2）由气体的内能与热力学温度成正比：，解得：UB=108J

外界对气体做功：

由热力学第一定律：

得气体变化过程吸收的总热量为Q=60J