Question

【题目】如图所示，用不计重力的轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距汽缸底高度h1=0.50m．给汽缸加热，活塞缓慢上升到距离汽缸底h2=0.80m处，同时缸内气体吸收了Q=450J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10﹣3 m2 ， 大气压强p0=1.0×105 Pa．
求：①缸内气体对活塞所做的功W
②此过程中缸内气体增加的内能△U．

Answer 1

【答案】解：①活塞重力不计，封闭气体的压强：p=p0=1××105Pa，

气体对活塞做的功：W=Fl=pSl=1×105×5.0×10﹣3×（0.8﹣0.5）=150J；

②由热力学第一定律可得：△U=W+Q=﹣150+450=300J；

答：①缸内气体对活塞所做的功W为150J．

②此过程中缸内气体增加的内能△U为300J．

【解析】①气体发生等压变化，应用功的计算公式可以求出气体对活塞做的功；②应用热力学第一定律可以求出气体内能的增加量．