Question

【題目】如圖甲所示，質量為m = 2 kg的絕熱活塞將一定質量的理想氣體封閉在上端開口直立圓筒形絕熱的汽缸中，活塞橫截面積，可沿汽缸無摩擦滑動且不漏氣，開始活塞處于A位置時汽缸內氣體的內能為，現通過電熱絲緩慢加熱氣體，直到活塞緩慢到達位置B，在此過程中，缸內氣體的V T圖像如圖乙所示。已知大氣壓，g取10 m/s2，一定質量理想氣體內能與其熱力學溫度成正比，求：

①汽缸內氣體的壓強和活塞處于B位置時汽缸內氣體的熱力學溫度；

②活塞由A位置緩慢到達B位置，汽缸內氣體變化過程中從電熱絲吸收的總熱量。

Answer 1

【答案】①1.4 × 105 Pa，450 K；②73 J

【解析】

①活塞從A位置緩慢到B位置，活塞受力平衡，氣體為等壓變化，以活塞為研究對象

解得

由蓋—呂薩克定律有

代入數據解得

②由氣體的內能與熱力學溫度成正比

解得

外界對氣體做功

由熱力學第一定律

可得氣體變化過程中從電熱絲吸收的總熱量為。