Question

【題目】如圖所示，導熱件能良好的氣缸豎直放置，橫截面積為S。氣缸內用活塞封閉著一定質量的理想氣體，氣柱的高度為L，溫度為T1。活塞與氣缸間摩擦忽略不計，現在活塞上放一質量為m砝碼，氣柱高度變為，氣缸關婦，再對氣缸緩慢加熱，使氣缸內的氣柱高度恢復到L，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為

（1）整個過程中被封閉氣體的內能變化了多少？

（2）氣體的末態溫度T2為多少？

（3）請在V-T圖上畫出整個過程的圖像 (在圖線上標出過程的方向）。

Answer 1

【答案】（1）Q-mgL；（2）2T1；（3）

【解析】（1）在過程1中，氣體保持等溫變化，故氣體的內能不變；由玻意耳定律可得： ，解得P0S=mg；

在過程2中，氣體吸熱Q，且氣體對外做功為，則氣體內能變化了Q-mgL；

（2）對過程2，由氣體狀態變化方程： 解得T2=2T1；

（3）V-T圖像如圖：