如图所示,一竖直放置的圆柱形绝热气缸,通过质量为m,横截面积为S的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.初始时,气体的温度为

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  • 解题思路:(1)缓慢加热气体时气体做等压变化,确定加热前后的状态参量,根据盖吕萨克定律列方程求解;

    (2)以活塞为研究对象,根据平衡条件列方程求解缸内气体压强;

    (3)根据热力学第一定律求解缸内气体内能的增加量.

    (1)首先缓慢加热气体时气体做等压变化,

    初状态:V1=hs T1=T0

    末状态:V2=2hs T2=?

    根据盖吕萨克定律:

    V1

    T1=

    V2

    T2

    解得:T2=2T0

    (2)以活塞为研究对象受力分析,根据平衡条件:

    PS+mg=P0S

    得:P=P0-[mg/S]

    (3)气体对外做功W=P△V=(P0-[mg/S])×hs

    根据热力学第一定律:△U=Q-W=Q-P0hs+mgh.

    答:(1)此时缸内气体的温度为2T0;(2)缸内气体的压强P0-[mg/S];(3)加热过程中缸内气体内能的增加量Q-P0hs+mgh.

    点评:

    本题考点: 理想气体的状态方程.

    考点点评: 解决本题的关键是:等压变化时气体做功为2=P△V.然后根据热力学第一定律计算内能的变化量.

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