Question

【題目】如圖所示，一長為L、內橫截面積為S的絕熱氣缸固定在水平地面上，氣缸內用一質量為m的絕熱活塞封閉了一定質量的理想氣體，幵始時活塞用銷釘固定在氣缸正中央，氣缸內被封閉氣體壓強為P ， 外界大氣壓為P0（P＞P0）．現釋放活塞，測得活塞被缸內氣體推到缸口時的速度為V ． 求：

（1）此過程克服大氣壓力所做的功；
（2）活塞從釋放到將要離開缸口，缸內氣體內能改變了多少？

Answer 1

【答案】
（1）

Ⅰ．設大氣作用在活塞上的壓力為F，則：F=P0S

根據功的算式W=FL

得：W=

（2）

設活塞離開氣缸時動能為EK，則：EK=

根據能量守恒定律得：

△E=- -

【解析】Ⅰ．設大氣作用在活塞上的壓力為F ， 則：F=P0S
根據功的算式W=FL
得：W=
Ⅱ．設活塞離開氣缸時動能為EK ， 則：EK=
根據能量守恒定律得：
△E=- -
答：此過程克服大氣壓力所做的功為 ；
活塞從釋放到將要離開缸口，缸內氣體內能改變了- - ．
【考點精析】利用熱力學第一定律對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知熱力學第一定律的表達式:W+Q=ΔU；符號法則:外界對物體做功，W取正值，物體對外界做功，W取負值;物體吸收熱量，Q取正值，物體放出熱量，Q取負值;物體內能增加，ΔU取正值，物體內能減少，ΔU取負值．