Question

【题目】如图所示为一固定的直立汽缸，它由上、下两个圆筒构成，中间由一细而短的管道连通。上、下部圆筒中各有一个活塞，活塞4质量为2m、面积为2S，活塞B质量为m、面积为S，且活塞B下方与大气连通。已知汽缸壁、连接管及活塞均绝热，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，且不漏气。现向活塞A上方充八1mol理想气体，活塞A、B间也充入一定量的理想气体。初始时整个系统处于平衡状态，大气压强为p0，A上方气体温度为T0，活塞A位于上部圆筒一半高度处，距离上部圆筒顶端。现通过置于顶端的电热丝对活塞A上方气体缓慢加热，直至活塞A刚好到达上圆筒底端，该过程中传递给A上方气体的热量为多少？（已知理想气体每摩尔的内能U=CT，其中C为常量，F为热力学温度）

Answer 1

【答案】

【解析】

对活塞B进行受力分析，如图甲，

有：

对活塞A进行受力分析，如图乙，

有：

联立解得：

可知升温过程中，A上方得气体处于等压膨胀过程中，该过程气体对外做功，，且，由气体状态方程等压变化：，解得：，由：，，根据热力学第一定律：，解得：