精英家教網(wǎng)質(zhì)量為m的活塞將一定量的理想氣體封閉在高為h的直立氣缸內(nèi)，活塞橫截面積為S，氣缸內(nèi)壁光滑且導(dǎo)熱良好．開始時(shí)活塞被固定在氣缸頂端A處，打開螺栓K，活塞最終停在氣缸一半高度的B處，大氣壓強(qiáng)為P0，不計(jì)活塞厚度，重力加速度為g，環(huán)境溫度保持不變．
①求活塞在A處時(shí)，氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)：
②求上述過程中通過氣缸壁傳遞的熱量Q．
分析：（1）選活塞為研究對象，對其列受力平衡方程即可；
（2）由于此過程為等溫過程，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律列方程解決即可．
解答：解：（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為P，活塞受力平衡
P0S+mg=PS
P=P0+
mg
S

P1V1=P2V2
解得：P1=
1
2
（P0+
mg
S
）
（2）由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化△E=0；
由能量守恒定律可得：Q=
(mg+P0S)h
2
；
答：（1）活塞在A處時(shí)，氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為
1
2
（P0+
mg
S
）：
②上述過程中通過氣缸壁放出的熱量Q為
(mg+P0S)h
2
．
點(diǎn)評：封閉氣體壓強(qiáng)可通過宏觀的受力平衡從側(cè)面求解，也可從理想氣體狀態(tài)方程求解，注意靈活變化，此外對于熱力學(xué)第一定律要熟練掌握，明確各個(gè)字母的含義．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?浙江）如圖所示，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸之間無摩擦．a(chǎn)態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài)，b態(tài)是氣缸從容器中移出后，在室溫（27°C）中達(dá)到的平衡狀態(tài)．氣體從a態(tài)變化到b態(tài)的過程中大氣壓強(qiáng)保持不變．若忽略氣體分子之間的勢能，下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為 m 的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁之間無摩擦，a 態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài)，b 態(tài)是氣缸從容器中移出后，在室溫（27℃）中達(dá)到的平衡狀態(tài)．氣體從a態(tài)變化到 b 態(tài)的過程中大氣壓強(qiáng)保持不變．若忽略氣體分子之間的勢能，下列說法中正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸里，忽略氣體分子間的相互作用力．氣缸和活塞均具有良好的導(dǎo)熱性，且二者之間無摩擦，密封良好，外界大氣的溫度和壓強(qiáng)均不變．現(xiàn)讓整個(gè)裝置從足夠高地方自由釋放，穩(wěn)定時(shí)，活塞和氣缸再次保持相對靜止，則此時(shí)被封閉的氣體與未做自由落體運(yùn)動前相比較（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（選修模塊3-3）
（1）如圖所示，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸之間無摩擦，a態(tài)是氣缸放在冰水混合物中氣體達(dá)到的平衡狀態(tài)，b態(tài)是氣缸從容器中移出后，在室溫（27℃）中達(dá)到的平衡狀態(tài)，氣體從a態(tài)變化到b態(tài)的過程中大氣壓強(qiáng)保持不變．若忽略氣體分子之間的勢能，下列說法中正確的是
A．與b態(tài)相比，a態(tài)的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊活塞的個(gè)數(shù)較多
B．與a態(tài)相比，b態(tài)的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對活塞的沖量較大
C．在相同時(shí)間內(nèi)，a、b兩態(tài)的氣體分子對活塞的沖量相等
D．從a態(tài)到b態(tài)，氣體的內(nèi)能增加，外界對氣體做功，氣體向外界釋放了熱量
（2）一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0．經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由T0=300K升至T1=350K．
（1）求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)．
（2）保持T1=350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0．求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值．判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，圓柱形絕熱汽缸放置于水平桌面上，質(zhì)量為m的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在汽缸中，開始時(shí)活塞距汽缸底部高度為h1=0.40m，現(xiàn)緩慢將氣缸倒置，穩(wěn)定后活塞到汽缸底部的距離為h2=0.60m，已知活塞面積S=50.0cm2，取大氣壓強(qiáng)Po=l．0×l05Pa，g=l0N/kg，不計(jì)活塞與汽缸之間的摩擦．求：
（i）活塞的質(zhì)量m； 
（ii）氣體內(nèi)能的變化量△U．

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