问题
问答题
在如图所示的导热良好的汽缸中封闭着一定质量的常温理想气体，活塞与重物的质量均为m=10kg，光滑活塞的横截面积S=100cm2，重物和活塞处于平衡状态，此时活塞距离气缸底部h1=11cm．已知大气压强P0=1.0×105pa，如果将重物缓慢移走．（气缸足够大，环境温度保持不变，g取10m/s2）
①求活塞稳定后到气缸底部的距离；
②判断此过程中气体吸放热的情况并说明理由．
答案
①以活塞与重物组成的系统为研究对象，由平衡条件得：2mg+p0S=p1S，
解得：p1=1.2×105Pa，
以活塞为研究对象，由平衡条件得：mg+p0S=p2S，
解得：p2=1.1×105Pa，
对封闭气体，由玻意耳定律得：p1h1S=p2h2S，
即：1.2×105×11=1.1×105×h2，
解得：h2=12cm；
②气体发生等温变化，气体内能不变，△U=0，
气体体积变大，气体对外做功，W＜0，
由热力学第一定律得：△U=W+Q，Q=△U-W=-W＞0，
气体从外界吸收热量；
答：①活塞稳定后到气缸底部的距离12cm；
②此过程中，气体体积变大，对外做功，气体内能不变，气体吸收热量．