Question

10．如圖所示，水平放置的氣缸活塞左邊密閉著一定質(zhì)量的理想氣體，壓強與大氣壓p₀相同，如果把氣缸和活塞固定，使氣缸內(nèi)氣體升高一定的溫度，空氣吸收的熱量為Q₁，如果讓活塞無摩擦滑動，也使氣缸內(nèi)氣體緩慢升高相同的溫度，氣體體積增加△V，此過程中封閉氣體對外做的功為${p}_{0}^{\;}△V$，其吸收的熱量Q₂為${Q}_{1}^{\;}+{p}_{0}^{\;}△V$．

Answer 1

分析 理想氣體內(nèi)能由氣體的溫度決定，同一理想氣體溫度變化量相等，氣體內(nèi)能變化量相等；求出氣體對外做的功，應用熱力學第一定律即可正確解題．

解答 解：汽缸和活塞固定時，氣體不對外界做功${W}_{1}^{\;}=0$
根據(jù)熱力學第一定律$△{U}_{1}^{\;}={Q}_{1}^{\;}+{W}_{1}^{\;}$，得$△{U}_{1}^{\;}={Q}_{1}^{\;}$
理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，升高相同的溫度，內(nèi)能的變化量相同$△{U}_{2}^{\;}=△{U}_{1}^{\;}$
活塞無摩擦滑動，氣缸內(nèi)氣體對外界做的功${W}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}S•△x={p}_{0}^{\;}•△V$
根據(jù)熱力學第一定律，$△{U}_{2}^{\;}={Q}_{2}^{\;}+{W}_{2}^{\;}$，即${Q}_{1}^{\;}={Q}_{2}^{\;}-{p}_{0}^{\;}•△V$
解得：${Q}_{2}^{\;}={Q}_{1}^{\;}+{p}_{0}^{\;}•△V$
故答案為：${p}_{0}^{\;}△V$，${Q}_{1}^{\;}+{p}_{0}^{\;}△V$

點評 該題考查對熱力學第一定律的理解，在應用熱力學第一定律的公式要理解各物理量的正負意義，注意理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)．