問題詳情:
如圖所示,一豎直放置、內壁光滑的汽缸內用不計質量的活塞封閉一定質量的理想氣體,開始時活塞距汽缸底部的高度為h1=0.5 m,給汽缸加熱,活塞緩慢上升到距離汽缸底部h2=0.8 m處。
(1)若封閉氣體在加熱前的溫度為27 ℃,試計算在此過程中氣體溫度的變化量Δt;
(2)若在此過程中汽缸內的氣體吸收了450 J的熱量,試計算在此過程中汽缸內封閉氣體增加的內能ΔU。(已知活塞的橫截面積S=5.0×10-3 m2,大氣壓強p0=1.0×105 Pa。)
【回答】
(1)180 ℃ (2)300 J
【解析】(1)設活塞緩慢上升到距離汽缸底部h2=0.8 m處時,汽缸內氣體的溫度為t ℃,此過程為等壓過程。
由蓋—呂薩克定律得:
=
代入資料可解得t=207 ℃,
此過程中氣體溫度的變化量Δt=180 ℃。
(2)氣體克服外界大氣壓力做功為:W=p0ΔV
p0=1.0×105 Pa,
ΔV=(h2-h1)S=1.5×10-3 m3
代入資料可得:W=150 J
由熱力學第一定律得ΔU=-W+Q
可得:ΔU=-150 J+450 J=300 J
知識點:氣體的等溫變化
題型:計算題