其体积由1.043 cm3变为1 676 cm3。已知水的汽化热为2 263.8 J/g。求：

　　(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；

　　(2)气体吸收的热量Q；

　　(3)气体增加的内能ΔU。

　　解析：取1 g水为研究系统，把大气视作外界。1 g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU

　　(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功

　　W＝p(V2－V1)＝1.013×105×(1 676－1.043)×10－6 J≈169.7 J。

　　(2)气体吸热：Q＝mL＝1×2 263.8 J＝2 263.8 J。

　　(3)根据热力学第一定律得

　　ΔU＝Q＋W＝[2 263.8 J＋(－169.7)]J＝2 094.1 J。

　　答案：(1)169.7 J　(2)2 263.8 J　(3)2 094.1 J

　　9.如图10­3­4所示，一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置，绝热活塞的质量为5 kg，处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm。现在在活塞上方加一15 kg的物体，待稳定后，被封闭气体的高度变为40 cm。求在这一过程中气体的内能增加了多少？(g取10 m/s2，不考虑活塞的大气压力及摩擦阻力)

　　图10­3­4

　　解析：由能的转化与守恒定律可知，内能的增加等于活塞和物体重力势能的减少，ΔU＝ΔE＝(M＋m)gh＝(15＋5)×10×(50－40)×10－2 J＝20 J。

　　答案：20 J

　　11.如图10­3­3所示，容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流动，最后达到平衡。在这个过程中(　　)

　　图10­3­3

　　A．大气压对水做正功，水的内能减少

　　B．水克服大气压做功，水的内能减少

　　C．大气压对水不做功，水的内能不变

　　D．大气压对水不做功，水的内能增加

解析：选D　打开阀门K，使A中的水逐渐流向B中，最后水面持平，A中水面下降hA，B中水面上升hB，相当于A端SAhA体积的水移到B端，且SAhA＝SBhB，这部分水的重心降低，重力对水做正功，重力势能减小了，大气压力做功情况是大气压对A容器中的水做正功，对B容积中的水做负功。所以，大气压力对水做的总功为p0SAhA－p0SBhB，由于SAhA＝SBhB，所以大气压对水做的总功为零，又由于系统绝热，与外界没有热交换，只有水重力做功，重