Question

【題目】如圖所示,導熱良好的氣缸開口向上豎直固定在水平面上。缸內輕質光滑活塞封閉一段一定質量的理想氣體。一根不可伸長的細繩繞過定滑輪,一端拴住活塞,另一端拴著質量為m的重物處于平衡狀態(tài)。此時氣體體積為V。用手托著重物,使其緩慢曼上升,直到細繩剛開始松弛但并未彎曲。已知大氣壓強為P0活塞橫截面積為S,環(huán)境溫度保持不變。求：

(i)從重物開始被托起到最高點的過程中,活塞下降的高度；

(ii)之后從靜止上釋放重物,重物下落到最低點未與地面接觸時，活塞在氣缸內比最初托起重物前的位置上升了H。若氣體的溫度不變則氣體吸收的熱量是多少?

Answer 1

【答案】

【解析】解：根據對活塞受力分析可知

未托活塞時，氣體體積為

托著重物，氣體體積為

根據理想氣體狀態(tài)方程可知

解得

(2)根據熱力學第一定律且理想氣體的溫度不變內能不變

根據動能定理

解得氣體吸收的熱量