问题
计算题
【选修3-3选做题】
如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢．上升d 后再次平衡，求：
（1）外界空气的温度是多少？
（2）在此过程中密闭气体的内能增加了多少？
答案
解：（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W=-(mg+P0S)d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能△U=Q+W=Q-(mg+P0S)d