Question

如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t₁的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h₁。现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到（摄氏）t₂，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p₀，重力加速度为g，求：

（1）气体的压强．

（2）这段时间内活塞上升的距离是多少？

（3）这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？

Answer

（1） （2） （3）Q－（p0S＋mg）

【解析】

试题分析：

（1）活塞受力分析如图，由平衡条件得P=

（2）设温度为t2时活塞与容器底部相距h2．因为气体做等压变化，由盖—吕萨克定律 得：

由此得：h2＝

活塞上升了Δh＝h2－h1＝．

3）气体对外做功为W＝pS·Δh＝ ·S·＝（p0S＋mg）

由热力学第一定律可知ΔU＝Q－W＝Q－（p0S＋mg）

考点：热力学第一定律；盖—吕萨克定律

【名师点睛】知道气体发生的是等压变化，应用平衡条件、热力学第一定律、盖吕萨克定律即可正确解题。