Question

【題目】如圖，體積為V、內壁光滑的圓柱形導熱氣缸頂部有一質量和厚度均可忽略的活塞；氣缸內密封有溫度為2.4T0、壓強為1.2p0的理想氣體．p0和T0分別為大氣的壓強和溫度．已知：氣體內能U與溫度T的關系為U＝αT，α為正的常量；容器內氣體的所有變化過程都是緩慢的．求：

①氣缸內氣體與大氣達到平衡時的體積V1；

②在活塞下降過程中，氣缸內氣體放出的熱量Q.

Answer 1

【答案】(2)①V　②p0V＋αT0

【解析】

試題分析：①在氣體由壓強p＝1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由T＝2.4T0變為T1.由查理定律得①

在氣體溫度由T1變為T0的過程中，體積由V減小到V1，氣體壓強不變．由蓋·呂薩克定律得②

V1＝V③

②在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為W＝p0(V－V1)④

在這一過程中，氣體內能的減少為ΔU＝α(T1－T0)⑤

由熱力學第一定律得，氣缸內氣體放出的熱量為Q＝W＋ΔU⑥

由②③④⑤⑥式得Q＝p0V＋αT0⑦