Question

如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电

如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，气缸壁与活塞间接触光滑且不漏气．现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热．设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：①气缸内气体压强的大小；②t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量．

Answer 1

①由活塞受力平衡，内部气体压强为P则：
p₀+

mg

S

=p
②气体对外做功：
W=pSh=p₀Sh+mgh    
内能的变化量：
△E=Q-W=Pt-mgh-p₀Sh
答：①气缸内气体压强的大小p₀+

mg

S

；
②t时间缸内气体对外所做的功p₀Sh+mgh，内能的变化量Pt-mgh-p₀Sh．