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如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H.上端封闭,左边容 器上端是一个可以在容器内无摩檫滑动的质量为M的活塞:两容器由装有阀门的极细 管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的.开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢 下降,直至系统达到新的平衡.此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气 压强为P0,求此过程中气体内能的增加量.
【回答】
考点:热力学第一定律;封闭气体压强.
专题:热力学定理专题.
分析:对活塞受力分析,应用理想气体状态方程求出活塞下降的距离,再根据热力学第一定律求内能的变化.
解答: 解:理想气体发生等压变化,气体压强为P,对活塞由:
PS=Mg+P0S
设气体初温为T,活塞下降X,平衡时有:
解得X=
系统绝热,Q=0
外界对气体做功W=PSX
由热力学第一定律△U=Q+W
所以△U=
答:此过程中气体内能的增加量.
点评:本题考查了热力学第一定律和理想气体状态方程的综合应用,难度中等.
知识点:气体的等温变化
题型:计算题
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