Question

【題目】如圖，粗細均勻、橫截面積為S、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔。管內(nèi)下部被活塞封住一定量的熱力學(xué)溫度為T0的理想氣體。開始時，活塞上方氣體壓強為p0，氣柱長度為3L，活塞下方氣柱長度為L，現(xiàn)將活塞上方抽成真空并密封，抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變。活塞穩(wěn)定時距玻璃管頂端的距離為L，求：

(a)活塞的重力G；

(b)假設(shè)一段時間后因環(huán)境溫度緩慢降低，致使密封氣體溫度變?yōu)?/span>,已知該降溫過程密封氣體內(nèi)能減少了,求該過程密封氣體對外界放出的熱量。

Answer 1

【答案】(a) ；（b）

【解析】解：(a)抽氣過程溫度不變，對密封氣體由玻意耳定律

①

對活塞受力分析得

②

③

解得

（b）降溫時為等壓過程，由蓋·呂薩克定律

④

活塞下降了 ⑤

外界對氣體做功 ⑥

由熱力學(xué)第一定律 ⑦

解得,即密封氣體對外界放出的熱量為