如圖所示，用輕質活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計，開始時活塞距離汽缸底部高度h1...

問題詳情：

如圖所示，用輕質活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間摩擦忽略不計，開始時活塞距離汽缸底部高度h1=0.50m，氣體的温度t1=27℃．給汽缸緩慢加熱至t2=207℃，活塞緩慢上升到距離汽缸底某一高度h2處，此過程中缸內氣體增加的內能△U=300J．已知大氣壓強p0=1.0×105Pa，活塞橫截面積S=5.0×10﹣3m2．求：

（ⅰ）活塞距離汽缸底部的高度h2；

（ⅱ）此過程中缸內氣體吸收的熱量Q．

【回答】

解：（ i）氣體做等壓變化，根據氣態方程可得：

即

      解得h2=0.80m            

（ ii）在氣體膨脹的過程中，氣體對外做功為

W0=p△V=[1.0×105×（0.80﹣0.50）×5.0×10﹣3]J=150 J  

根據熱力學第一定律可得氣體內能的變化為

△U=﹣W0+Q                                   

得Q=△U+W0=450 J                                

答：（ⅰ）活塞距離汽缸底部的高度0.80m；

（ⅱ）此過程中缸內氣體吸收的熱量450 J

知識點：專題九 熱學部分

題型：計算題