Question

9．如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为1×10⁵Pa，缸内气体的体积1L，温度为27°C，现对气缸缓慢加热，气体吸收100J热量后，体积增大为1.1L，不计活塞的质量，在此过程中，气体的温度升高了30℃，气体对外做功10J，气体内能增加了90J．

Answer 1

分析 气体做等压变化，找出初末状态的状态参量列等压变化方程求解温度变化．
根据功的定义求出气体对外做的功，根据热力学第一定律求出气体内能的变化．

解答 解：温度从27℃缓慢升高的过程中，体积增大，压强不变，初态温度为：273+27=300K，末态温度为：T₂；初状态体积为1L，末状态的体积为1.1L
根据查理定律：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$
得：T₂=$\frac{{V}_{2}}{{V}_{1}}•{T}_{1}=\frac{1.1}{1}×300=330$K
所以气体的温度升高：△t=△T=330-300=30℃
升温的过程中，缸内气体压强不变，体积增大，所以气体对外界做功，W=F△x=p•△V=1×10⁵×（1.1-1）×10^-3=10J．
根据热力学第一定律，气体内能的增加为：△U=-W+Q=-10+100=90J
故答案为：30，10，90．

点评 该题考查理想气体状态方程的应用以及热力学第一定律的应用，解答的关键是分析好状态参量列式计算．