合聚咖

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(2011

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(1)设左、右活塞的面积分别为S1和S2,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即:

5mg
S1
3mg
S2

由此得S1=

5
3
S2

在两个活塞上各加一质量为m的物块后,右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中.

在初态,气体的压强为

3mg
S2
,体积为
8
3
S2h;

在末态,设左活塞的高度为x,气体压强为

18mg
5S2
,体积为
5
3
S2x

由P1V1=P2V2得:

3mg
S2
×
8
3
S2h=
18mg
5S2
×
5
3
S2x

解得:x=

4
3
h

即两活塞的高度差为

4
3
h

(2)当温度由T0上升至T时,气体的压强始终不变,设x′是温度达到T时左活塞的高度,由

V0
T0
V
T
得:x′=
T
T0
x=
4Th
3T0

活塞对气体做的功为:W=Fs=6mg(x′?x)=8mgh(

T
T0
?1)

气体对外做功,内能也增加,根据热力学第一定律,在此过程中气体吸收热量;

答:(1)气体再次达到平衡后两活塞的高度差为

4
3
h.

(2)气体对活塞做了8mgh(

T
T0
?1)的功,气体是吸收热量.