问题
计算题
如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温为T1。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:
(1)加热过程中气体的内能增加量;
(2)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。
答案
解:(1)气体对外做功W=pSh=(P0S+mg)h
由热力学第一定律得△U=Q-W
解得△U=Q-(p0S+mg)h
(2)设活塞回到原位置时,气体的温度为T2
则初态 末态
由气态方程
解得T2=