Question

【物理—选修3—3】某同学用如图所示的装置研究气体的性质．用导热性能良好的材料制成的气缸，横截面积为10cm²，开始时封闭的空气柱长度为，现在活塞上加放一重为100N的物体，已知大气压强为，活塞不计活塞的重力.问：

（1）重新平衡时空气柱的长度为多少？

（2）若在压缩气体的过程中，向外散失的热量为18J，则气体的内能增加多少？

Answer 1

（1）（2）2J.

解析:

（1）设重新平衡后气体的压强为P₂，压缩后气柱的长度为l₂，活塞的横截面积.

P₁＝1.0×10⁵Pa，

P₂＝，　

稳定后，气体温度和环境温度相同，也等于初态温度，由玻意耳定律：

，解出　

（2）大气压力对活塞做功，　

重力对活塞做功，　

由热力学第一定律：　

将等代入，解出，即气体内能增加2J.　

点评：本题是气体实验定律和热力学第一定律相结合的典型模型．在实行新的课程标准、新的高考模式下，热学模块只出一道题．在题量减少的情况下，同一道试题中往往考查多个知识点，而气体实验定律和热力学第一定律是分析气体的两大规律体系，在这种形势下，两大规律相结合考查是3－3部分最重要的模型．复习时要重视．