如图所示,绝热汽缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,活塞...
问题详情:
如图所示,绝热汽缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸间摩擦可忽略不计,活塞下部空间与外界连通,汽缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离汽缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S,重力加速度为g。求:
(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;
(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0,求此时的温度;此加热过程中,若气体吸收的热量为Q,求气体内能的变化。
【回答】
解析 (1)设封闭气体的压强为p,对活塞分析,得
p0S=pS+Mg
用水银柱表示气体的压强p=p0-ρgΔh
解得Δh=。
(2)加热过程中气体变化是等压变化
气体对外做功为W=pSΔh0=(p0S-Mg)Δh0
根据热力学第一定律:ΔU=Q+W
可得ΔU=Q-(p0S-Mg)Δh0。
知识点:专题九 热学部分
题型:计算题
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