Question

3．地面上放一開口向上的氣缸，用一質量為m=0.8kg的活塞封閉一定質量的氣體，不計一切摩擦，外界大氣壓為P₀=1.0×10⁵Pa．活塞截面積為S=4cm²．重力加速度g取10m/s²，則活塞靜止時，氣體的壓強為多少？若用力向下推活塞而壓縮氣體，對氣體做功為6×10⁵J，同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×10⁵J，則氣體內能變化為多少？

Answer 1

分析 以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件求解封閉氣體的壓強．根據(jù)熱力學第一定律分析氣體內能的變化．

解答 解：以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件得：
P₀S+mg=PS
得：P=P₀+$\frac{mg}{S}$
代入數(shù)據(jù)解得：P=1.2×10⁵Pa；
由題W=6×10⁵J，Q=-4.2×10⁵J，則由熱力學第一定律得到氣體內能的變化為：△U=W+Q=1.8×10⁵J，即內能增加了1.8×10⁵J．
答：氣體的壓強是1.2×10⁵Pa；氣體內能增加了1.8×10⁵J．

點評 本大題是選修模塊3-3的內容，是熱力學的基礎知識，沒有難題，理解記憶是主要的學習方法，要盡量得高分．