Question

如圖所示，兩個(gè)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(gè)可以在容器內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的輕活塞（重力不計(jì)），兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道（體積忽略不計(jì)）相連通。開始時(shí)閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有熱力學(xué)溫度為的理想氣體，平衡時(shí)活塞到容器底的距離為，右邊容器內(nèi)為真空�，F(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到平衡，此時(shí)被封閉氣體的熱力學(xué)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(qiáng)為P0）

　　　　

Answer 1

【知識點(diǎn)】理想氣體狀態(tài)方程應(yīng)用考查題。H2、H5。

【答案解析】打開閥門后，氣體通過細(xì)管進(jìn)入右邊容器，活塞緩慢向下移動(dòng)，氣體作用于活塞的壓強(qiáng)仍為�；钊麑�氣體的壓強(qiáng)也是。設(shè)達(dá)到平衡時(shí)活塞的高度為，氣體的溫度為，根據(jù)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(diǎn)撥】本題要根據(jù)根據(jù)氣體的初末狀態(tài)參量，應(yīng)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(jù)功的計(jì)算公式W=Fl即可求解外界對氣體所做的功。此題考查學(xué)生應(yīng)用理想氣體實(shí)驗(yàn)定律解決實(shí)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(jù)力學(xué)知識求解外界對氣體做的功。