Question

【題目】如圖所示，內(nèi)部帶有加熱裝置的絕熱氣缸質(zhì)量為M，用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，用繩將活塞和氣缸豎直懸掛在空中，氣缸頂部有卡環(huán)，氣缸內(nèi)部長(zhǎng)為2L，活塞質(zhì)量為m、面積為S，開(kāi)始?xì)怏w溫度為300K，活塞到缸底的距離為1.5L，加熱電阻絲的電阻為R，啟動(dòng)后電流為I，氣體緩慢升溫，經(jīng)時(shí)間t氣體溫度變?yōu)?/span>450K， 大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，活塞的厚度不計(jì)。求：

①當(dāng)溫度升高到360K時(shí)活塞到缸底的距離；

②氣體溫度由300K升高到450K的過(guò)程中內(nèi)能的增加量.

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

(1)假設(shè)溫度為360K時(shí)活塞未到卡環(huán)處

氣體發(fā)生等壓變化：

解得：

(2)溫度升高到T時(shí)活塞運(yùn)動(dòng)到卡環(huán)處：

解得，故活塞已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到卡環(huán)處

活塞到達(dá)卡還錢(qián)氣體壓強(qiáng)為：

氣體對(duì)外做功：

外部吸熱：

由熱力學(xué)第一定律：

解得：