Question

【题目】如图所示，一绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被活塞封闭于汽缸中，活塞质量为m、横截面积为S，不计厚度，且与汽缸壁之间没有摩擦。开始时活塞被销子K固定于距汽缸底部高度为h1的A位置，气体温度为T1，压强为p1，现拔掉销子，活塞下降到距汽缸底部高度为h2的B位置时停下，已知大气压强为p0，重力加速度为g。

（i）求此时气体温度TB；

（ii）若再用电热丝给气体缓慢加热，电热丝释放出的热量为Q，使活塞上升到距汽缸底部高度为h3的位置时停下，求气体内能的变化量。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】（i）活塞在A位置时，对于封闭气体有： ， ，

活塞在A位置时，对于封闭气体有： ， ，

由理想气体状态方程： ，

解得：

（ii）活塞由B位置上升到C位置的过程为等压变化过程，气体对活塞的压力为：

，

气体对活塞做的功为：

,

有热力学第三定律有：