Question

如圖所示，一直立汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導熱良好，開始時活塞被螺栓K固定．現(xiàn)打開螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h，大氣壓強為p₀，重力加速度為g，且周圍環(huán)境溫度保持不變．求：

①活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強p；

②整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q．

Answer 1

考點：  理想氣體的狀態(tài)方程．

專題：  理想氣體狀態(tài)方程專題．

分析：  （1）選活塞為研究對象，對其列受力平衡方程即可

（2）由于此過程為等溫過程，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律列方程解決即可

解答：  解：（1）設(shè)封閉氣體的壓強為p，活塞受力平衡：

P₀S+mg=PS

解得P=P₀

（2）由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化△E=0

由熱力學第一定律△E=W+Q

可得放熱：Q=（P₀S+mg）h

答：（1）封閉氣體的壓強P=P₀

（2）整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q=（P₀S+mg）h

點評：  封閉氣體壓強可通過宏觀的受力平衡從側(cè)面求解，也可從理想氣體狀態(tài)方程求解，注意靈活變化，此外對于熱力學第一定律要熟練掌握，明確各個字母的含義