题目内容
如图所示是用导热性能良好的材料制成的实验装置，开始时气缸内封闭气体长度为22cm，现用竖直向下的外力压活塞，使气缸内空气柱的长度变为11cm．已知大气压强为P0=1.0×105Pa，活塞的横截面积S=l0cm2（不计活塞的重力，环境温度稳定）．求：
（1）若缓慢压缩活塞，压缩后气体的压强．
（2）从微观上说明（1）中压强变化的原因．
（3）若压缩气体过程中，人对活塞做功100J，气体向外散失热量20J，试求气体内能的变化量．
（1）若缓慢压缩活塞，压缩后气体的压强．
（2）从微观上说明（1）中压强变化的原因．
（3）若压缩气体过程中，人对活塞做功100J，气体向外散失热量20J，试求气体内能的变化量．
（1）封闭气体初态压强 p1=p0=1.0×105Pa，体积V1=l1S，末态体积 V2=l2S
由波意耳定律 p1V1=p2V2，
解得：p2=p1
=1.0×105×
Pa=2.0×105Pa
（2）缓慢压缩活塞，气体温度不变，气体分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
（3）人对活塞做功 W1=100J，
大气压力对活塞所做的功 W2=p0Sh=1.0×105×10×10-4×11×10-2=11（J）
由热力学第一定律有：
W1+W2+Q=△U
解得：△U=100J+11J-20J=91J
答：
（1）若缓慢压缩活塞，压缩后气体的压强为2.0×105Pa．
（2）缓慢压缩活塞，气体温度不变，气体分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
（3）气体内能的变化量为91J．
由波意耳定律 p1V1=p2V2，
解得：p2=p1
| V1 |
| V2 |
| 22 |
| 11 |
（2）缓慢压缩活塞，气体温度不变，气体分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
（3）人对活塞做功 W1=100J，
大气压力对活塞所做的功 W2=p0Sh=1.0×105×10×10-4×11×10-2=11（J）
由热力学第一定律有：
W1+W2+Q=△U
解得：△U=100J+11J-20J=91J
答：
（1）若缓慢压缩活塞，压缩后气体的压强为2.0×105Pa．
（2）缓慢压缩活塞，气体温度不变，气体分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
（3）气体内能的变化量为91J．
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