Question

【題目】如圖所示，內(nèi)壁光滑、導熱良好的圓柱形汽缸開口向下豎直懸掛，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞截面積為S，外界大氣壓強為p0，缸內(nèi)氣體溫度為T1�，F(xiàn)對汽缸緩慢加熱，使理想氣體體積由V增大了2V的過程中，氣體吸收的熱量為Q1；停止加熱并保持氣體體積不變，使其溫度降低為T1。已知重力加速度為g，求：

(1)停止加熱時缸內(nèi)氣體的溫度；

(2)降溫過程中氣體放出的熱量。

Answer 1

【答案】（1）3T1（2）

【解析】

（1）停止加熱前缸內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，由蓋-呂薩克定律得：

氣體體積由V增大了2V，故：

V2=3V

解得：

T2=3T1

（2）體積由V增大到3V的過程中，活塞受力平衡有：pS=p0S-mg
解得：

氣體對外所做的功：

停止加熱后體積不變，故：

W2=0

全程內(nèi)能變化：

△U=0

根據(jù)熱力學第一定律：

△U=-W1+Q1-Q2

所以降溫過程中氣體放出的熱量：