题目内容
【题目】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44 cm，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4 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，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20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)
【答案】(1)1.1×106 Pa (2)84J
【解析】试题分析：①缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同，气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强；②已知活塞对气体做功和气体向外散失的热量，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化。
(1) 设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，l0=44cm，l=4cm，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）=4J，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=84J。
点晴：对于气体状态变化问题，关键分析气体的状态参量，确定是何种变化过程，再列方程求解。
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