问题
问答题
如图所示，圆柱形绝热气缸（设其足够长）固定于水平面上，缸内用绝热活塞密封一定质量的理想气体，已知活塞与气缸壁的接触是光滑的，活塞的横截面积为S，大气压强为P0，电源和电热丝构成回路．可以对气体缓慢加热．开始时，电路未接通，系统处于平衡状态，封闭气体的温度为T1．现用两种方法使气缸内气体温度，均由T1缓慢升高到T2．第一次先将活塞固定，接通电路后电热丝产生的热量为Q1；第二次活塞不固定．可以缓慢自由移动，接通电路后电热丝产生的热量为Q2．
①通过计算说明Q1和Q2哪个大些？
②求第二种情况下气缸内气体温度由T1升高到T2的过程中，活塞移动的距离L．
答案
（1）第一次将活塞固定，气体发生等容变化，吸收的热量，用于增加气体的内能，△U1=Q1
第二次活塞不固定，气体发生等压变化，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功，△U2+|W2|=Q2
又△U2=△U1，则Q1＜Q2．
（2）由上题结果知：|W2|=Q2-Q1
气体对外做功|W2|=P0SL
联立解得，L=Q2-Q1 P0S
答：
（1）通过计算得知Q2大．
（2）活塞移动的距离L为
．Q2-Q1 P0S