Question

（2010?鎮江一模）如圖所示的圓柱形氣缸固定于水平面上，缸內用活塞密封一定質量的理想氣體，已知氣缸的橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強為P₀．將活塞固定，使氣缸內氣體溫度升高1℃，氣體吸收的熱量為Q₁；如果讓活塞可以緩慢自由滑動（活塞與氣缸間無摩擦、不漏氣，且不計氣體的重力），也使氣缸內氣體溫度升高1℃，其吸收的熱量為Q₂．
①簡要說明Q₁和Q₂哪個大些？
②求氣缸內氣體溫度升高1℃時活塞向上移動的高度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：①定容過程，吸收的熱量，用于增加氣體的內能，△U₁=Q₁
定壓過程，吸收的熱量，用于增加氣體的內能和對外做功，△U₂+|W₂|=Q₂
又△U₂=△U₁，則Q₁＜Q₂
②氣體對外做功|W₂|=（P₀S+G）h
活塞向上移動的高度h=

Q2-Q1

(P0S+G)

答：Q₁＜Q₂
②活塞向上移動的高度h=

Q2-Q1

(P0S+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．