Question

如圖所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強(qiáng)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(dòng)，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(dòng)時(shí)，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(xué)第一定律判斷吸收熱量的多少，根據(jù)功的公式求活塞上升的高度．

解答：解：活塞固定時(shí)，由熱力學(xué)第一定律，氣體增加的內(nèi)能△U=Q₁ 活塞不固定時(shí)，外界對(duì)氣體做功為W，則 
△U=Q₂+W=Q₂-（p₀Sh+Gh）
對(duì)活塞由能量守恒定律得  Gh=W_內(nèi)-p₀Sh
所以，W=-W_內(nèi)=-（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(diǎn)評(píng)：本題考查了熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，知道公式中各量的正負(fù)及其物理意義．