Question

如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對(duì)汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T_I升高到T₂，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p₀，問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？請(qǐng)?jiān)谙旅娴膱D乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標(biāo)出過程的方向）．

Answer 1

由受力分析和做功分析知，在氣體緩緩膨脹過程中，活塞與砝碼的壓力對(duì)氣體做負(fù)功，大氣壓力也對(duì)氣體做負(fù)功；
外界對(duì)氣體所做的功W=-mg△l-p₀S△l；
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：△U=W+Q=-mg△l-p₀S△l+Q；
氣體做等壓變化，則體積隨熱力學(xué)溫度成正比變化，V-T圖所圖所示：