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
| 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P 0 =1.0×10 5 Pa，活塞的横截面积S=l0cm 2 （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．  |
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（1）封闭气体初态压强 p 1 =p 0 =1.0×10 5 Pa，体积V 1 =l 1 S，末态体积 V 2 =l 2 S
由波意耳定律 p 1 V 1 =p 2 V 2 ，
解得：p 2 =p 1
V 1
V 2 =1.0×10 5 ×
22
11 Pa=2.0×10 5 Pa
（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 W 1 =100J，
大气压力对活塞所做的功 W 2 =p 0 Sh=1.0×10 5 ×10×10 -4 ×11×10 -2 =11（J）
由热力学第一定律有：
W 1 +W 2 +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2.0×10 5 Pa．
（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 p 1 V 1 =p 2 V 2 ，
解得：p 2 =p 1
V 1
V 2 =1.0×10 5 ×
22
11 Pa=2.0×10 5 Pa
（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 W 1 =100J，
大气压力对活塞所做的功 W 2 =p 0 Sh=1.0×10 5 ×10×10 -4 ×11×10 -2 =11（J）
由热力学第一定律有：
W 1 +W 2 +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2.0×10 5 Pa．
（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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