Question

如圖所示的導熱氣缸中封閉著一定質量的理想氣體，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口向上．開始氣缸所處的環(huán)境溫度為87℃，活塞距氣缸底部距離為12cm，后來環(huán)境溫度降為27℃，則：
①此時活塞距氣缸底部距離為多少？
②此過程中氣體內能

 

（填“增大”或“減小”），氣體將

 

（填“吸熱”或者“放熱”）．

Answer 1

分析：①氣缸內氣體壓強等于大氣壓與活塞重力產生的壓強之和，大氣壓不變，缸內氣體壓強不變，氣體是等壓變化．由蓋?呂薩克定律分析答題．
②氣缸是導熱的，氣缸內氣體與外界大氣溫度相同；當環(huán)境溫度降低時，缸內氣體溫度降低．一定質量的理想氣體內能由氣體的溫度決定，氣體溫度降低，內能減��；根據(jù)熱力學第一定律分析吸放熱情況．

解答：解：①環(huán)境溫度降低的過程中封閉氣體發(fā)生等壓變化．
由題，V₁=h₁S，V₂=h₂S
  T₁=87+273=360K，T₂=27+273=300K，
由蓋?呂薩克定律可知：

V1

T1

=

V2

T2

代入解得：h₂=10cm
②由題意，氣缸是導熱的，氣缸內氣體與外界大氣溫度相同；環(huán)境溫度降低時，缸內氣體溫度降低．一定質量的理想氣體內能由氣體的溫度決定，氣體溫度降低，則氣體的內能減小
．而外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律分析可知氣體放熱．
答：①此時活塞距氣缸底部距離為10cm．
②減小，放熱

點評：知道氣體發(fā)生等壓變化、知道理想氣體內能由溫度決定，熟練應用蓋呂薩克定律及熱力學第一定律即可正確解題．