题目内容

(2010?镇江一模)如图所示的圆柱形气缸固定于水平面上,缸内用活塞密封一定质量的理想气体,已知气缸的横截面积为S,活塞重为G,大气压强为P0.将活塞固定,使气缸内气体温度升高1℃,气体吸收的热量为Q1;如果让活塞可以缓慢自由滑动(活塞与气缸间无摩擦、不漏气,且不计气体的重力),也使气缸内气体温度升高1℃,其吸收的热量为Q2.
①简要说明Q1和Q2哪个大些?
②求气缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h.
分析:由热力学第一定律判断吸收热量的多少,根据功的公式求活塞上升的高度.
解答:解:①定容过程,吸收的热量,用于增加气体的内能,△U1=Q1
定压过程,吸收的热量,用于增加气体的内能和对外做功,△U2+|W2|=Q2
又△U2=△U1,则Q1<Q2
②气体对外做功|W2|=(P0S+G)h
活塞向上移动的高度h=
Q2-Q1
(P0S+G)

答:Q1<Q2
②活塞向上移动的高度h=
Q2-Q1
(P0S+G)
点评:本题考查了热力学第一定律的应用,知道公式中各量的正负及其物理意义.
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