Question

如圖所示，兩個截面積均為S的圓柱形容器，左右兩邊容器高均為，右邊容器上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內無摩擦滑動的輕活塞（重力不計），兩容器由裝有閥門的極細管道（體積忽略不計）相連通。開始時閥門關閉，左邊容器中裝有熱力學溫度為的理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為，右邊容器內為真空。現將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統達到平衡，此時被封閉氣體的熱力學溫度為T，且＞。求此過程中外界對氣體所做的功。（已知大氣壓強為P0）

　　　　

Answer 1

【知識點】理想氣體狀態(tài)方程應用考查題。H2、H5。

【答案解析】打開閥門后，氣體通過細管進入右邊容器，活塞緩慢向下移動，氣體作用于活塞的壓強仍為�；钊麑�氣體的壓強也是。設達到平衡時活塞的高度為，氣體的溫度為，根據理想氣體狀態(tài)方程得：

                        （3分）

解得：                 （3分）此過程中外界對氣體所做的功：

      （3分）

【思路點撥】本題要根據根據氣體的初末狀態(tài)參量，應用理想氣體狀態(tài)方程求出活塞下降的高度x，由于外界大氣壓力不變，所以可根據功的計算公式W=Fl即可求解外界對氣體所做的功。此題考查學生應用理想氣體實驗定律解決實際問題的能力，要分析清楚氣體的狀態(tài)參量，有利于列出氣態(tài)方程．外界大氣壓不變，根據力學知識求解外界對氣體做的功。