如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,求: (1)外界空气的温度是多少? (2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少? 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T₀,活塞与容器底的距离为h₀.现将整个装置放在大气压恒为p₀的空气中,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,求:

(1)外界空气的温度是多少?

(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?

解析:(1)取密闭气体为研究对象,活塞缓慢上升过程为等压变化,由盖吕萨克定律有

得外界温度

T=T₀=T₀=T₀.

(2)活塞上升的过程,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功

W=-(mg+p₀S)d,

根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能

ΔU=Q+W=Q-(mg+p₀S)d.

答案:(1)T₀　(2)Q-(mg+p₀S)d

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