Question

【题目】如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度h1=0.50m ． 给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=0.80m处，同时缸内气体吸收Q=450J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2 ， 大气压强p0=1.0×105Pa ． 求：
（1）缸内气体对活塞所做的功W；
（2）此过程中缸内气体增加的内能△U ．

Answer 1

【答案】
（1）活塞缓慢上升，视为等压过程，

则气体对活塞做功 W=F△h=p0S△h=150J

（2）根据热力学定律△U=W+Q=﹣150+450=300J

【解析】① 活塞缓慢上升，视为等压过程， 则气体对活塞做功 W=F△h=p0S△h=150J
② 根据热力学定律△U=W+Q=﹣150+450=300J
答：① 缸内气体对活塞所做的功为150J
② 此过程中缸内气体增加的内能△U=300J
【考点精析】本题主要考查了热力学第一定律的相关知识点，需要掌握热力学第一定律的表达式:W+Q=ΔU；符号法则:外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值;物体吸收热量，Q取正值，物体放出热量，Q取负值;物体内能增加，ΔU取正值，物体内能减少，ΔU取负值才能正确解答此题．