如图所示一足够高绝热汽缸放置于水平地面上，固定在缸壁上导热隔板A和可动绝热活塞B在汽缸内形成两个封闭空间，活塞B与缸壁的接触光滑但不漏气，B的上方为大气，A与B之间以及A与缸底之间都充满质量相同的同种理想气体。系统在开始时处于平衡状态，A与缸底空间有电炉丝E对气体缓慢加热，活塞B质量为m，活塞截面积为S，大气压强为p0 ，重力加速度为g，开始AB相距H，汽缸内气体温度为T。在加热过程中：

1. 如图所示一足够高绝热汽缸放置于水平地面上，固定在缸壁上导热隔板A和可动绝热活塞B在汽缸内形成两个封闭空间，活塞B与缸壁的接触光滑但不漏气，B的上方为大气，A与B之间以及A与缸底之间都充满质量相同的同种理想气体。系统在开始时处于平衡状态，A与缸底空间有电炉丝E对气体缓慢加热，活塞B质量为m，活塞截面积为S，大气压强为p₀ ，重力加速度为g，开始AB相距H，汽缸内气体温度为T。在加热过程中：

(1) A、B之间的气体经历（填等容、等压或等温）过程，A以下气体经历（填等容，等压或等温）过程；

(2) 气体温度上升至2T，活塞B上升的高度？

(3) 气体温度上升至2T，AB间的气体吸收的热量与A以下气体净吸收的热量之差为多少？

【考点】

热力学第一定律及其应用; 气体的等压变化及盖-吕萨克定律; 气体的等容变化及查理定律;

【答案】

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解答题困难

1. 如图所示，一汽缸缸导热性能良好，汽缸内用质量为0.2kg、横截面积为 $\text{[math]}$ 的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。室温时气体的体积 $\text{[math]}$ ，将汽缸竖直放置于恒为47℃的水池中，稳定后封闭气体的体积 $\text{[math]}$ 。已知室内大气 $\text{[math]}$ ， g取 $\text{[math]}$ ，不计活塞与缸壁间的摩擦，封闭气体内能U与温度T满足 $\text{[math]}$ 。求：

(1) 室温是多少；

(2) 将汽缸放入恒温水池后，封闭气体从水中吸收的热量Q。

解答题普通

2. 如图甲所示，质量为4.0kg、面积为 $\text{[math]}$ 的绝热活塞将理想气体封闭在上端开口的直立圆筒型绝热气缸中，活塞可沿气缸无摩擦滑动且不漏气。某时刻活塞静止于A位置，气缸内气体的内能 $\text{[math]}$ 。现通过电热丝缓慢加热直到活塞到达位置B，缸内气体的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。已知大气压 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。已知一定质量理想气体的内能只是温度的函数，气体的内能与热力学温度成正比。求：

(1) 活塞处于A位置时气缸内气体的热力学温度和活塞处于B位置时气体的内能；

(2) 从A到B，气体从电热丝吸收的总热量。

解答题普通

3. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m=0.5kg的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积S=100cm² ，将整个装置放在大气压恒为p₀=1.0×10⁵Pa的空气中，开始时气体的温度T₀=300K，活塞与容器底的距离为L=20cm。由于外界温度改变，活塞缓慢下降h=3cm后再次平衡，此过程中气体与外界有40J的热交换。求：

(1) 在此过程中容器内气体（选填“吸收”、“释放”或“既不吸收也不释放”）热量；

(2) 活塞再次平衡时外界的温度；

(3) 此过程中密闭气体内能变化量。

解答题普通