Question

【題目】如圖所示，絕熱氣缸開口向下放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)），初始時(shí)，封閉氣體的溫度為，活塞距離氣缸底部，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀面存在高度差，已知水銀面積為ρ，大氣壓強(qiáng)為，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，忽略活塞與氣缸之間的摩擦，求：

(1)U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差

(2)加熱氣體，使活塞緩慢下降，求此時(shí)的溫度；

(3)在(2)所述的加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化；

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（i）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，分析活塞受力，

氣體的壓強(qiáng)，解得

（ii）加熱過程中，氣體發(fā)生等壓變化，解得

（iii）氣體對(duì)外做功；

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得