Question

一同学用如图所示装置研究一定质量气体的压强与体积的关系，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3cm，此时气压表显示容器内压强p₁=1.0×10⁵Pa 求：
（1）将活塞缓慢向下推动，直到封闭空气柱长度变为2cm时，气压表的示数是多少？
（2）将活塞快速向下推动，若在压缩气体过程中，气体内能增加1.5J，气体放出的热量为1.4J，那么活塞对气体做功是多少？

Answer 1

分析：（1）根据玻意耳定律列式求解．
（2）塞缓慢向下移动，温度不变；根据热力学第一定律分析吸放热情况；

解答：解：（1）理想气体温度不变，做的是等温变化，
根据玻意耳定律：p₁V₁=p₂V₂
活塞移动后气压表的示数为：p₂=

P1V1

V2

=

1.0×105×3S

2S

=150000Pa．
（2）气体内能增加△E=1.5J，气体放出的热量为Q=-1.4J，
根据热力学第一定律知，△E=W+Q．
所以W=△E-Q=1.5J-（-1.4J）=2.9J．
答：（1）气压表的示数是150000Pa；
（2）活塞对气体做功是2.9J．

点评：本题是热力学第一定律和玻意耳定律的简单运用，基础题．