Question

3．地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P₀=1.0×10⁵Pa．活塞截面积为S=4cm²．重力加速度g取10m/s²，则活塞静止时，气体的压强为多少？若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6×10⁵J，同时气体通过气缸向外传热4.2×10⁵J，则气体内能变化为多少？

Answer 1

分析 以活塞为研究对象，根据平衡条件求解封闭气体的压强．根据热力学第一定律分析气体内能的变化．

解答 解：以活塞为研究对象，根据平衡条件得：
P₀S+mg=PS
得：P=P₀+$\frac{mg}{S}$
代入数据解得：P=1.2×10⁵Pa；
由题W=6×10⁵J，Q=-4.2×10⁵J，则由热力学第一定律得到气体内能的变化为：△U=W+Q=1.8×10⁵J，即内能增加了1.8×10⁵J．
答：气体的压强是1.2×10⁵Pa；气体内能增加了1.8×10⁵J．

点评 本大题是选修模块3-3的内容，是热力学的基础知识，没有难题，理解记忆是主要的学习方法，要尽量得高分．