Question

【題目】【3-3】如圖所示，用質量為m、面積為S的可動水平活塞將一定質量的理想氣體密封于懸掛在天花板上的氣缸中，當環境的熱力學溫度為T0時，活塞與氣缸底部的高度差為h0，由于環境溫度逐漸降低，活塞緩慢向上移動距離h。若外界大氣壓恒為p0，密封氣體的內能U與熱力學溫度T 的關系為U=kT（k為取正值的常數），氣缸導熱良好，與活塞間的摩擦不計，重力加速度大小為g，求此過程中：

（1）外界對密封氣體做的功W；

（2）密封氣體向外界放出的熱量Q。

Answer 1

【答案】（1） ；（2）

【解析】①塞緩慢移動的過程，封閉氣體做等壓變化，有： ，其中

解得：

②根據熱力學第一定律可知，該過程中氣體減少的內能為：

由可知，此處僅為數值

根據蓋呂薩克定律可得： ，解得：