Question

（2）（9分）如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動(dòng)，容器的橫截面積為S，將整個(gè)裝置放在大氣壓恒為p₀的空氣中，開始時(shí)氣體的溫度為T₀，活塞與容器底的距離為h₀，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，求：

(a)外界空氣的溫度是多少？
(b)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？

Answer 1

(a) T＝ T₀     (b) ΔE＝Q＋W＝Q－(mg＋p₀S)d

試題分析：(a)取密閉氣體為研究對(duì)象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋·呂薩克定律有得外界溫度T＝T₀＝T₀
(b)活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對(duì)系統(tǒng)做的功W＝－(mg＋p₀S)d
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能:ΔE＝Q＋W＝Q－(mg＋p₀S)d