如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質量為M的絕熱活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計，活塞...
來源：國語幫 3.09W
問題詳情：
如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質量為M的絕熱活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細管(管內氣體的體積忽略不計)。初始時，封閉氣體温度為T0，活塞距離汽缸底部為h0，細管內兩側水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，重力加速度為g。求：
(1)U形細管內兩側水銀柱的高度差；
(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體温度使活塞下降Δh0，求此時的温度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內能的變化。
【回答】
解析 (1)設封閉氣體的壓強為p，對活塞分析，得
p0S＝pS＋Mg
用水銀柱表示氣體的壓強p＝p0－ρgΔh
解得Δh＝
。
(2)加熱過程中氣體變化是等壓變化
氣體對外做功為W＝pSΔh0＝(p0S－Mg)Δh0
根據熱力學第一定律：ΔU＝Q＋W
可得ΔU＝Q－(p0S－Mg)Δh0。
知識點：專題九 熱學部分
題型：計算題
