题目内容
【题目】如图所示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24cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱内长度变为2cm，人对活塞做功100J，大气压强为p0＝1×105Pa，不计活塞重力。问：
(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强多大；
(2)若以适当的速度压缩气体，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)
【答案】(1)1.2×106Pa；(2)82.2J
【解析】
(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L0＝24cm，L＝2cm，V0＝L0S，V＝LS，缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得
p0V0＝pV
解得
p＝1.2×106Pa
(2)大气压力对活塞做功
W1＝p0S(L0－L)＝2.2J
人对活塞做功
W2＝100J
由热力学第一定律得
ΔU＝W1＋W2＋Q
将Q＝－20J代入解得
ΔU＝82.2J
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