题目

如图所示，绝热气缸内密闭有一定质量的理想气体，横截面积为S，质量可忽略不计的绝热活塞与气缸壁无摩擦且不漏气，初始时缸内气体温度为T，活塞与气缸底部距离为d，现将一物体轻放在绝热活塞上，稳定后活塞与气缸底部距离为 d，已知外界大气压为p0 ， 物体的重力为kp0S，求： （1） 稳定后缸内气体的压强p1； （2） 稳定后缸内气体的温度T1； （3） 现通过电热丝加热使活塞缓慢上升至初始位置，缸内气体吸收的热量为Q，求该过程缸内气体的内能改变量ΔU。 答案： 解：对活塞受力分析有 p1S=p0S+kp0S 解得 p1=(k+1)p0 解：由理想气体方程可得 p0SdT=p1S×910dT1 解得 T1=910(k+1)T 解：此过程为等压变化，气体对外做功为 W=−p1S(d−910d) 由热力学第一定律 ΔU=W+Q 可得 ΔU=Q−k+110×p0Sd

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