Question

【題目】如圖所示，一個高H＝20cm的絕熱氣缸倒掛在天花板上，由絕熱活塞封閉一定質量的理想氣體，已知活塞的質量m=2kg，面積S＝0.02m2，開始時活塞靜止于氣缸的正中間，氣缸內氣體的溫度27°C，現通過電熱絲緩慢加熱氣缸內的氣體，缸內氣體吸收Q＝1.2×103J熱量的過程中活塞下降了5cm，活塞與氣缸間的摩擦力忽略不計，忽略活塞和缸體的厚度，大氣壓強P0＝1.01×105Pa，g取10m/s2。求：

①吸收熱量后缸內氣體的溫度；

②整個過程中氣體內能的變化量。

Answer 1

【答案】①375K；②1100J

【解析】

氣缸內氣體溫度27℃時，對活塞有：

吸收熱量后，對活塞：

解得

對這一過程缸內的氣體，由理想氣體狀態方程得：

其中，

聯立解得：，

（2）在加熱過程中，氣體對外做功：

內能的變化量