如图所示,圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体,已知容器横截面积为S,活塞重为G,大气压强为P0.若活塞固定,封闭气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q1;若活塞不固定,仍使封闭气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q2.不计一切摩擦,在活塞可自由移动时,封闭气体温度升高1℃,活塞上升的高度h应为多少?
解:活塞固定时,由热力学第一定律,气体增加的内能△U=Q1
活塞不固定时,外界对气体做功为W,则有:△U=Q2+W
对活塞由能量守恒定律得:Gh=W内﹣P0Sh
得:W=﹣W内=﹣(P0Sh+Gh)
则Q1=Q2+W=Q2﹣(P0Sh+