Question

【题目】如图所示，内部带有加热装置的绝热气缸质量为M，用绝热活塞封闭一定质量的气体，用绳将活塞和气缸竖直悬挂在空中，气缸顶部有卡环，气缸内部长为2L，活塞质量为m、面积为S，开始气体温度为300K，活塞到缸底的距离为1.5L，加热电阻丝的电阻为R，启动后电流为I，气体缓慢升温，经时间t气体温度变为450K， 大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的厚度不计。求：

①当温度升高到360K时活塞到缸底的距离；

②气体温度由300K升高到450K的过程中内能的增加量.

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

(1)假设温度为360K时活塞未到卡环处

气体发生等压变化：

解得：

(2)温度升高到T时活塞运动到卡环处：

解得，故活塞已经运动到卡环处

活塞到达卡还钱气体压强为：

气体对外做功：

外部吸热：

由热力学第一定律：

解得：