问题详情:
如图所示,一竖直放置、内壁光滑的汽缸内用不计质量的活塞封闭一定质量的理想气体,开始时活塞距汽缸底部的高度为h1=0.5 m,给汽缸加热,活塞缓慢上升到距离汽缸底部h2=0.8 m处。
(1)若封闭气体在加热前的温度为27 ℃,试计算在此过程中气体温度的变化量Δt;
(2)若在此过程中汽缸内的气体吸收了450 J的热量,试计算在此过程中汽缸内封闭气体增加的内能ΔU。(已知活塞的横截面积S=5.0×10-3 m2,大气压强p0=1.0×105 Pa。)
【回答】
(1)180 ℃ (2)300 J
【解析】(1)设活塞缓慢上升到距离汽缸底部h2=0.8 m处时,汽缸内气体的温度为t ℃,此过程为等压过程。
由盖—吕萨克定律得:
=
代入数据可解得t=207 ℃,
此过程中气体温度的变化量Δt=180 ℃。
(2)气体克服外界大气压力做功为:W=p0ΔV
p0=1.0×105 Pa,
ΔV=(h2-h1)S=1.5×10-3 m3
代入数据可得:W=150 J
由热力学第一定律得ΔU=-W+Q
可得:ΔU=-150 J+450 J=300 J
知识点:气体的等温变化
题型:计算题