Question

【題目】一定質量的理想氣體被一厚度可忽略的活塞封閉在導熱性能良好的汽缸內，如圖所示水平放置。活塞的質量m=20kg，橫截面積S=100cm2,活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣，開始使汽缸水平放置（如圖甲），活塞與汽缸底的距離L1=12cm,離汽缸口的距離L0=4cm。外界氣溫為27℃,大氣壓強為1.0×l05Pa，將汽缸緩慢地轉到開口向上的豎直位罝（如圖乙），待穩定后對缸內氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平(如圖丙）。g取10m/s2，

（1）此時（如圖丙）氣體的溫度為多少；

（2）在對缸內氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，若氣體增加的內能ΔU=318J, 求氣體吸收的熱量

Answer 1

【答案】①②

【解析】①當氣缸水平放置時（如圖甲），

， ，

當汽缸口向上，活塞到達氣缸口時（如圖丙），

，

由理想氣體狀態方程得

則

②當汽缸口向上，未加熱穩定時（如圖乙）：

， ，

由玻意耳定律

則

加熱后，氣體做等壓變化，外界對氣體做功為

根據熱力學第一定律

得