如图所示.一导热性能良好.内壁光滑的气缸开口向上竖直放置.横截面积为S=2×l0-3m2.质量与厚度均不计的活塞.与气缸底部之间封闭了一部分气体.此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm．大气压强P0=l.0×105Pa．现将质量为4kg的物块放在活塞上.取g=10m/s2．求:①稳定后活塞与气缸底部之间的距离,②分析说明上述过程气体是吸热还是放� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

17．

如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置，横截面积为S=2×l0^-3m²、质量与厚度均不计的活塞，与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm．大气压强P₀=l.0×10⁵Pa．现将质量为4kg的物块放在活塞上，取g=10m/s²．求：
①稳定后活塞与气缸底部之间的距离；
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．

分析由气体压强的计算方法可求得气体的压强，则由理想气体的状态方程可求得气体的体积变化，即可求得活塞与气缸底部之间的距离；由热力学第一定律可求得气体是吸热还是放热．

解答解：①气体温度不变，初状态：${P}_{1}={P}_{0}=1.0×1{0}^{5}$Pa，体积为：V₁=L₁•S
末状态：${P}_{2}={P}_{0}+\frac{mg}{S}=1.0×1{0}^{5}+\frac{4×10}{2×1{0}^{-3}}=1.2×1{0}^{5}$Pa，体积：V₂=L₂S
根据玻意耳定律：P₁V₁=P₂V₂，
代入数据，解得：L₂=20cm
②气体体积变小，外界对气体做功．等温变化，内能不变．由热力学第一定律可知气体放热．
答：①稳定后活塞与气缸底部之间的距离是20cm；
②上述过程气体放热．

点评本题考查了求气体压强、判断气体内能变化情况与吸放热情况，分析清楚气体状态变化过程，应用玻意耳定律与热力学第一定律即可正确解题．

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