(2008•茂名二模)如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器

(2008•茂名二模)如图所示,在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体,活塞与容器壁间能无摩擦滑动,容器的横截面积为S,将整个装置放在大气压恒为p0的空气中,开始时气体的温度为T0,活塞与容器底的距离为h0,当气体从外界吸收热量Q后,活塞缓慢上升d后再次平衡,问:
①外界空气的温度是多少?
②在此过程中的密闭气体的内能增加了多少?
xxb1861 1年前 已收到1个回答 举报

s86255 幼苗

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解题思路:由盖-吕萨克定律求温度,由热力学第一定律得△U=W+Q=Q-p0Sh-mgh,其中p0Sh为克服大气压力做的功.

(1)取密闭气体为研究对象,活塞上升过程为等压变化,由盖-吕萨克定律有

V
V0=
T
T0
得外界温度T=
V
V0T0=
(h0+d)s
h0sT0=
h0+d
h0T0
(2)活塞上升的过程,密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功,所以外界对系统做的功W=-(mg+P0S)d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能△U=Q+W=Q-(mg+P0S)d
答:①外界空气的温度是
h0+d
h0T0
②在此过程中的密闭气体的内能增加了Q-(mg+P0S)d

点评:
本题考点: 热力学第一定律;理想气体的状态方程.

考点点评: 本题考查了理想气体状态方程和热力学第一定律的应用,难度中等.

1年前

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