题目

如图所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，活塞的横截面积为S。初始时，气体的温度为T0，活塞与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时活塞下降了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦。求此时气体的温度和加热过程中气体内能的增加量。(题中各物理量单位均为国际单位制单位) 答案：由盖—吕萨克定律得，＝， 解得T1＝2T0。 气体在等压变化过程中，活塞受力如图。  由平衡条件，pS＝p0S－mg 气体对活塞做功，W＝pSh＝(p0S－mg)h， 由热力学第一定律，ΔU＝Q－W， 气体内能的增加量为ΔU＝Q－(p0S－mg)h。 答案：2T0　Q－(p0S－mg)h

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