有一导热气缸,缸内有一定质量的密封活塞,气缸内密封一部分稀薄气体,如图气缸水平放置时,活塞距离气缸
有一导热气缸,缸内有一定质量的密封活塞,气缸内密封一部分稀薄气体,如图气缸水平放置时,活塞距离气缸底部的距离为L,现将气缸竖立起来,活塞缓慢下降,稳定后,活塞距离气缸底部的距离为 2 3 L ,若气缸活塞的横截面积为S,大气压强为Pa.
(1)求活塞的质量;
(2)当气缸竖起,活塞缓慢下降过程中,判断气缸内气体是吸热还是放热,并简述原因.
(1)气缸平放时,被封闭气体压强和体积分别为:P 1 =P a ,V 1 =LS ①
气缸竖直放置时,压强和体积为: P 2 = P a mg S , V 2 = 2 3 LS ②
由玻意耳定律:P 1 V 1 =P 2 V 2 ③
联立①②③解得: m= P a S 2g .
故活塞的质量为: m= P a S 2g .
(2)气体等温变化,内能不变,活塞下降过程对气体做功,根据热力学第一定律可知气体放热.
故气体放热,原因为:内能不变,活塞下降过程对气体做功,根据热力学第一定律可知气体放热.