Question

如圖所示，兩個導(dǎo)熱良好的圓柱形金屬筒A和B套在一起，底部到頂部的高度為20厘米，兩者橫截面積相等，光滑接觸且不漏氣．將A系于天花板上，用一塊絕熱板托住B，使它們內(nèi)部密封的氣體壓強與外界大氣壓相同，均為1.1×10⁵Pa，然后緩慢松開絕熱板，讓B下沉，當B下沉了2cm時，停止下沉并處于靜止狀態(tài)．求：
（1）此時金屬筒內(nèi)氣體的壓強．
（2）若此過程中氣體對外做功10J，則氣體吸熱還是放熱？并求出吸（或放）熱的數(shù)值．

Answer 1

分析：缸內(nèi)封閉氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律可求解缸內(nèi)氣體壓強；
根據(jù)熱力學第一定律：△U=W+Q可判斷

解答：解：（1）設(shè)缸體橫截面積為S，缸內(nèi)氣體做等溫變化
初態(tài)：P₁=1.1×10⁵Pa   V₁=20s，
末態(tài)：P₂，V₂=22s
P₁V₁=P₂V₂
代入數(shù)據(jù)，解得：P₂=1.0×10⁵Pa
（2）若此過程中氣體的溫度不變，則內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律，△U=W+Q，△U=0，W=-10J，則氣體吸熱，且Q=10J
答：（1）此時金屬筒內(nèi)氣體的壓強為1×10⁵Pa；（2）氣體吸熱，數(shù)值為10J．

點評：本題考查玻意耳定律和熱力學第一定律公式：△U=W+Q，難度適中．