如圖所示，一豎直放置、內壁光滑的汽缸內用不計質量的活塞封閉一定質量的理想氣體，開始時活塞距汽缸底部的高度為h1...

問題詳情：

如圖所示，一豎直放置、內壁光滑的汽缸內用不計質量的活塞封閉一定質量的理想氣體，開始時活塞距汽缸底部的高度為h1=0.5 m，給汽缸加熱，活塞緩慢上升到距離汽缸底部h2=0.8 m處。

(1)若封閉氣體在加熱前的温度為27 ℃，試計算在此過程中氣體温度的變化量Δt；

(2)若在此過程中汽缸內的氣體吸收了450 J的熱量，試計算在此過程中汽缸內封閉氣體增加的內能ΔU。(已知活塞的橫截面積S=5.0×10-3 m2，大氣壓強p0=1.0×105 Pa。)

【回答】

(1)180 ℃　(2)300 J

【解析】(1)設活塞緩慢上升到距離汽缸底部h2=0.8 m處時，汽缸內氣體的温度為t ℃，此過程為等壓過程。

由蓋—呂薩克定律得：

=

代入數據可解得t=207 ℃，

此過程中氣體温度的變化量Δt=180 ℃。

(2)氣體克服外界大氣壓力做功為：W=p0ΔV

p0=1.0×105 Pa，

ΔV=(h2-h1)S=1.5×10-3 m3

代入數據可得：W=150 J

由熱力學第一定律得ΔU=-W+Q

可得：ΔU=-150 J+450 J=300 J

知識點：氣體的等温變化

題型：計算題