Question

（2008?临沂一模）如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22cm，现用

（2008?临沂一模）如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为2cm，人对活塞做功l00J，大气压强为P0=1×105Pa，不计活塞的重力．问：①若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？②若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20J，则气体的内能增加多少？（活塞的横截面积S=1cm2）

Answer 1

①设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，l₀=22era，l=2cm，V₀=l₀S，V=LS．缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：
  P₀V₀=pV    
解得：p=1.1×10⁶Pa    
②大气压力对活塞做功W₁=p₀S（l₀-l）=2J，人做功W₂=l00J，
由热力学第一定律：
△U=W₁+W₂+Q    
将Q=-20J等代人，
解得：△U=82J    
答：
①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后气体的压强为1.1×10⁶Pa．
②若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20J，则气体的内能增加82J．