Question

【題目】如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S ， 汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開始活塞被固定在A點，打開固定螺栓K ， 活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h ， 大氣壓強(qiáng)為p0 ， 重力加速度為g ．

（1）求活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；
（2）設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）．

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為P1

在B點活塞受力平衡得：P0S+mg=P1S

解得：P1=

（2）

由于氣體溫度不變，所以氣體內(nèi)能不變，即△U=0…①

由A到B，外界對氣體做的功為：W=P1Sh=（P0S+mg）h…②

根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：W+Q=△U…③

①②③聯(lián)立得：Q=﹣（P0S+mg）h

“﹣“表示放熱

【解析】（1）對活塞在B點利用平衡列式求解；（2）根據(jù)熱力學(xué)第一定律列式求解．