Question

（2007?南通模拟）如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m，现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T_I升高到T₂，且空气柱的高度增加了△l，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p₀，问此过程中被封闭气体的内能变化了多少？请在下面的图乙的V-T图上大致作出该过程的图象（包括在图象上标出过程的方向）．

Answer 1

分析：由受力分析可知，气体膨胀过程中气体的压强不变，气体对外做功，则由热力学第一定律可求得内能的变化；
因压强不变，气体做等压变化，则可知体积与热力学温度成正比，即可得出V-T图象．

解答：解：由受力分析和做功分析知，在气体缓缓膨胀过程中，活塞与砝码的压力对气体做负功，大气压力也对气体做负功；
外界对气体所做的功W=-mg△l-p₀S△l；
根据热力学第一定律得：△U=W+Q=-mg△l-p₀S△l+Q；
气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，V-T图所图所示：

点评：本题应灵活找出气体对外所做的功即为活塞重力及大气压力所做的功，应注意W为负值；同时注意V-T图象中接近热力学O点的位置应为虚线．