Question

如圖所示的圓柱形容器內用活塞密封一定質量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強為P₀．若活塞固定，密封氣體溫度升高1℃，需吸收的熱量為Q₁；若活塞不固定而能無摩擦滑動，仍使密封氣體溫度升高1℃，需吸收的熱量為Q₂．求在活塞可自由滑動時，密封氣體溫度升高l℃，活塞上升的高度h．

Answer 1

分析：由熱力學第一定律判斷吸收熱量的多少，根據功的公式求活塞上升的高度．

解答：解：活塞固定時，由熱力學第一定律，氣體增加的內能△U=Q₁ 活塞不固定時，外界對氣體做功為W，則 
△U=Q₂+W=Q₂-（p₀Sh+Gh）
對活塞由能量守恒定律得  Gh=W_內-p₀Sh
所以，W=-W_內=-（p₀Sh+Gh）
解得 活塞上升的高度h=

Q2-Q1

ρ0S+G

答：活塞上升的高度是

Q2-Q1

ρ0S+G

點評：本題考查了熱力學第一定律的應用，知道公式中各量的正負及其物理意義．