（2014?怀化三模）如图是用导热性能良好的材料制成的实验气体装置，开始时封闭的空气柱长度为L1，人手用
（2014?怀化三模）如图是用导热性能良好的材料制成的实验气体装置，开始时封闭的空气柱长度为L1，人手用竖直向下的外力压缩气体，使封闭的空气柱长度变为L2，人对活塞做功W...
（2014?怀化三模）如图是用导热性能良好的材料制成的实验气体装置，开始时封闭的空气柱长度为L1，人手用竖直向下的外力压缩气体，使封闭的空气柱长度变为L2，人对活塞做功W，大气压强为P0，活塞的横截面积为S，活塞及杆的重力为G，不计活塞跟筒壁间的摩擦．求：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后稳定不动时外力F是多大；②若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为Q时，气体的内能增加多少？
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①压缩前气体的压强为：P1＝
+P0，体积为：V1=L1S
压缩后气体的压强为P1＝
+P0，体积为V2=L2S
缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：
P1V1=P2V2
解得：F＝
②大气压力对活塞做功为：
W1=P0S（L1-L2）
活塞的重力做功为：
W2=G（L1-L2）
外力做功为W，由热力学第一定律得内能增加：
△U=W1+W2+W-Q=（P0S+G）（L1-L2）+W-Q
答：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后稳定不动时外力F＝
；
②若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为Q时，气体的内能增加（P0S+G）（L1-L2）+W-Q．
| G |
| S |
压缩后气体的压强为P1＝
| G+F |
| S |
缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：
P1V1=P2V2
解得：F＝
| (L1?L2)(G+P0S) |
| L2 |
②大气压力对活塞做功为：
W1=P0S（L1-L2）
活塞的重力做功为：
W2=G（L1-L2）
外力做功为W，由热力学第一定律得内能增加：
△U=W1+W2+W-Q=（P0S+G）（L1-L2）+W-Q
答：①若用足够长的时间缓慢压缩，压缩后稳定不动时外力F＝
| (L1?L2)(G+P0S) |
| L2 |
②若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为Q时，气体的内能增加（P0S+G）（L1-L2）+W-Q．
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