Question

如图所示，在竖直放置的圆柱形气缸内用活塞密封一部分气体，气缸壁的质量为m，气缸的横截面积为s，活塞与气缸壁间无摩擦，外界大气压强恒为p₀，当气体从外界吸收热量Q后，活塞上升高度h后再次平衡，则在此过程中（　　）

A．气体对外做功mgh

B．气体对外做功为p₀sh+mgh

C．气体的内能增量为Q+mgh

D．气体的内能增量为Q-mgh-p₀sh

Answer 1

分析：活塞上升，克服大气压和活塞的重力做功，根据W=Fh求出气体对外做功，再根据热力学第一定律求内能的增加量．

解答：解：以活塞为研究对象，根据平衡条件得：
pS=mg+P₀S
解得：P=p₀+

mg

S

气体对外做功为：
W=PSh=（P₀+

mg

S

）S?h=（P₀S+mg）h
根据热力学第一定律△U=W+Q得：
△U=Q-W=Q-（P₀S+mg）h
故选：BD．

点评：以活塞或水银柱为研究对象，根据平衡条件求封闭气体的压强是惯用的方法．并能运用力学方法求气体做功．