Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為2m的氣缸，用質(zhì)量為m的活塞封有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)氣缸開口向上且通過活塞懸掛靜止時，空氣柱長度為如圖甲所示現(xiàn)將氣缸旋轉(zhuǎn)懸掛缸底靜止如圖乙所示，已知大氣壓強(qiáng)為，活塞的橫截面積為S，氣缸與活塞之間不漏氣且無摩擦，整個過程封閉氣體溫度不變求：

圖乙中空氣柱的長度；

從圖甲到圖乙，氣體吸熱還是放熱，并說明理由．

Answer 1

【答案】； 從圖甲到圖乙，氣體放熱

【解析】

求出汽缸內(nèi)的氣體處于甲、乙兩狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)，根據(jù)玻意耳定律求出圖乙中空氣柱的長度；

根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體的吸放熱情況。

汽缸內(nèi)氣體處于甲狀態(tài)時，壓強(qiáng)

處于乙狀態(tài)時，氣體的壓強(qiáng)為

由玻意耳定律可得：

解得：

氣體從狀態(tài)甲變化到狀態(tài)乙，氣體溫度相同，內(nèi)能相同，由于體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體要放出熱量。