[题目]如图所示,导热良好的气缸开口向上竖直固定在水平面上.缸内轻质光滑活塞封闭一段一定质量的理想气体.一根不可伸长的细绳绕过定滑轮,一端拴住活塞,另一端拴着质量为m的重物处于平衡状态.此时气体体积为V.用手托着重物,使其缓慢曼上升,直到细绳刚开始松弛但并未弯曲.已知大气压强为P0活塞横截面积为S,环境温度保持不变.求:(i)从重物开始被托起� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示,导热良好的气缸开口向上竖直固定在水平面上。缸内轻质光滑活塞封闭一段一定质量的理想气体。一根不可伸长的细绳绕过定滑轮,一端拴住活塞,另一端拴着质量为m的重物处于平衡状态。此时气体体积为V。用手托着重物,使其缓慢曼上升,直到细绳刚开始松弛但并未弯曲。已知大气压强为P0活塞横截面积为S,环境温度保持不变。求：

(i)从重物开始被托起到最高点的过程中,活塞下降的高度；

(ii)之后从静止上释放重物,重物下落到最低点未与地面接触时，活塞在气缸内比最初托起重物前的位置上升了H。若气体的温度不变则气体吸收的热量是多少?

【答案】

【解析】解：根据对活塞受力分析可知

未托活塞时，气体体积为

托着重物，气体体积为

根据理想气体状态方程可知

解得

(2)根据热力学第一定律且理想气体的温度不变内能不变

根据动能定理

解得气体吸收的热量

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