Question

【題目】如圖所示，用不計重力的輕質活塞在汽缸內封閉一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間的摩擦忽略不計，開始時活塞距汽缸底高度h1=0.50m．給汽缸加熱，活塞緩慢上升到距離汽缸底h2=0.80m處，同時缸內氣體吸收了Q=450J的熱量．已知活塞橫截面積S=5.0×10﹣3 m2 ， 大氣壓強p0=1.0×105 Pa．
求：①缸內氣體對活塞所做的功W
②此過程中缸內氣體增加的內能△U．

Answer 1

【答案】解：①活塞重力不計，封閉氣體的壓強：p=p0=1××105Pa，

氣體對活塞做的功：W=Fl=pSl=1×105×5.0×10﹣3×（0.8﹣0.5）=150J；

②由熱力學第一定律可得：△U=W+Q=﹣150+450=300J；

答：①缸內氣體對活塞所做的功W為150J．

②此過程中缸內氣體增加的內能△U為300J．

【解析】①氣體發生等壓變化，應用功的計算公式可以求出氣體對活塞做的功；②應用熱力學第一定律可以求出氣體內能的增加量．