Question

【題目】如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為24cm，現(xiàn)在用豎直向下的外力F壓縮氣體，使封閉空氣柱內長度變?yōu)?/span>2cm，人對活塞做功100J，大氣壓強為p0＝1×105Pa，不計活塞重力。問：

(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮氣體，求壓縮后氣體的壓強多大；

(2)若以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，氣體向外散失的熱量為20J，則氣體的內能增加多少？(活塞的橫截面積S＝1cm2)

Answer 1

【答案】(1)1.2×106Pa；(2)82.2J

【解析】

(1)設壓縮后氣體的壓強為p，活塞的橫截面積為S，L0＝24cm，L＝2cm，V0＝L0S，V＝LS，緩慢壓縮氣體溫度不變，由玻意耳定律得

p0V0＝pV

解得

p＝1.2×106Pa

(2)大氣壓力對活塞做功

W1＝p0S(L0－L)＝2.2J

人對活塞做功

W2＝100J

由熱力學第一定律得

ΔU＝W1＋W2＋Q

將Q＝－20J代入解得

ΔU＝82.2J