Question

【題目】如圖所示，橫截面積S=10cm2的活塞，將一定質量的理想氣體封閉在豎直放置的圓柱形導熱氣缸內，開始活塞與氣缸底都距離H=30cm．在活塞上放一重物，待整個系統(tǒng)穩(wěn)定后．測得活塞與氣缸底部距離變?yōu)閔=25cm．已知外界大氣壓強始終為P0=1×105Pa，不計活塞質量及其與氣缸之間的摩擦，取g=10rn/s2 ． 求：

①所放重物的質量；
②在此過程中被封閉氣體與外界交換的熱量．

Answer 1

【答案】解：①氣體初始狀態(tài)時：P0=1×105Pa

氣體末狀態(tài)時：

由等溫變化規(guī)律可知：P0HS=P2hS

解得：m=2kg

②外界對氣體做功：W=（P0s+mg）（H﹣h）

由熱力學第一定律可知：△U=W+Q

解得：Q=﹣6J

則：整個過程中封閉氣體放出的熱量為6．

答：①活塞上的重物質量為2kg；②整個過程中被封閉氣體與外界交換的熱量大小為6J．

【解析】①氣體等溫壓縮，根據(jù)平衡條件求解出初、末狀態(tài)的氣壓，然后根據(jù)玻意耳定律列式求解；②先求解氣體對外界做的功，然后根據(jù)熱力學第一定律求解放出的熱量．