Question

【题目】如图所示，一个左端开口的圆柱形导热气缸固定在水平地面上，气缸长为L=60cm，横截面积为S=10cm。开始活塞在气缸最左端，将一定质量的理想气体封闭在气缸内.现在对话塞施加水平向右的恒力F=50N，待整个系统稳定后，测得活塞与气缸底部的距离变为l.已知外界大气压强始终为=1×105Pa，环境温度为T0=27℃，不计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g=10m/s，求：

(1)此过程中被封闭气体与外界交换的热量；

(2)保持恒力不变，将气缸放在温度为87℃的封闭环境中，稳定后活塞与气缸底部距离。

Answer 1

【答案】(1)Q=－30J (2) 0.48m

【解析】（1）气体初状态的压强为，气体末状态的压强为：；

封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得：

外界对气体做功，

气体温度，则内能不变，即，根据热力学第一定律，

解得，即气体放出-30J热量；

（2）气体发生等压变化：

初态温度：；末态温度：

根据盖吕萨克定律得：，代入数据可得；