Question

（2007?南通模擬）如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對(duì)汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從T_I升高到T₂，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時(shí)氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p₀，問(wèn)此過(guò)程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？請(qǐng)?jiān)谙旅娴膱D乙的V-T圖上大致作出該過(guò)程的圖象（包括在圖象上標(biāo)出過(guò)程的方向）．

Answer 1

分析：由受力分析可知，氣體膨脹過(guò)程中氣體的壓強(qiáng)不變，氣體對(duì)外做功，則由熱力學(xué)第一定律可求得內(nèi)能的變化；
因壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化，則可知體積與熱力學(xué)溫度成正比，即可得出V-T圖象．

解答：解：由受力分析和做功分析知，在氣體緩緩膨脹過(guò)程中，活塞與砝碼的壓力對(duì)氣體做負(fù)功，大氣壓力也對(duì)氣體做負(fù)功；
外界對(duì)氣體所做的功W=-mg△l-p₀S△l；
根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：△U=W+Q=-mg△l-p₀S△l+Q；
氣體做等壓變化，則體積隨熱力學(xué)溫度成正比變化，V-T圖所圖所示：

點(diǎn)評(píng)：本題應(yīng)靈活找出氣體對(duì)外所做的功即為活塞重力及大氣壓力所做的功，應(yīng)注意W為負(fù)值；同時(shí)注意V-T圖象中接近熱力學(xué)O點(diǎn)的位置應(yīng)為虛線．