Question

【題目】如圖所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強(qiáng)為；汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的。開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點(diǎn)，設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，已知大氣壓強(qiáng)為P0，重力加速度為g。求：

①活塞停在B點(diǎn)時缸內(nèi)封閉氣體的體積V；

②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定）。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】①活塞停在B點(diǎn)時被封閉的氣體壓強(qiáng)為P，則對活塞受力分析可得解得：

氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強(qiáng)為由玻意耳定律得： 解得：

②一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定，周圍環(huán)境溫度保持不變，缸壁是導(dǎo)熱經(jīng)過足夠長時間后，氣體溫度與環(huán)境溫度相同，即氣體內(nèi)能不變。

由功能關(guān)系得： 又

聯(lián)立解得：