Question

如图所示，一定质量的理想气体用不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内，气缸竖直放置，缸内安装一电热

如图所示，一定质量的理想气体用不导热的活塞封闭在内壁光滑的绝热气缸内，气缸竖直放置，缸内安装一电热丝，活塞质量m，横截面积S，外界大气压强p0，重力加速度g．开始时活塞处于静止状态，将电热丝通电给气体缓慢加热，测得电热丝两端电压为U，通过的电流为I．经过时间t，活塞缓慢向上移动距离L0．求：①气体对外所做的功；②气体内能的增量．

Answer 1

①气体对外所做功  W=（p₀S+mg）L₀．
②由热力学第一定律可知，气体内能增加量△E=Q-W
又根据焦耳定律得：Q=UIt
则△E=UIt-（p₀S+mg）L₀．
答：①气体对外所做功为（P₀S+mg）L₀；
②气体内能增加量为UIt-（P₀S+mg）L₀．