问题
计算题
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汽缸，横截面积为20 cm2，开始时封闭的空气柱长度为15 cm。现在活塞上放一重为200 N的物体，已知大气压强P0=1.0×105 Pa，活塞的重力不计，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28 J，则气体的内能增加了多少？
答案
解：(1)设重新平衡后气体的压强为p2，则P2=P0+
=2×105 Pa
由玻意耳定律有：p1V1=P2V2
即p0Sl0=P2Sl2
解得：l2=7.5 cm
(2)大气压力对活塞做功W1=p0S(l0-l2)=15 J
重物对活塞做功W2=G(l0-l2)=15 J
由热力学第一定律，得：△U=W1+W2+Q
将Q=-28J代入，解得：△U=2J
即气体内能增加2J