Question

【題目】如圖所示，有兩個不計質量和厚度的活塞M、N，將兩部分理想氣體A、B封閉在絕熱汽缸內，溫度均是27 ℃。M活塞是導熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無摩擦地滑動，已知活塞的橫截面積均為S＝2 cm2，初始時M活塞相對于底部的高度為h1＝27 cm，N活塞相對于底部的高度為h2＝18 cm。現將一質量為m＝1 kg的小物體放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大氣壓強為p0＝1.0×105 Pa。(g＝10 m/s2)

①求下部分氣體的壓強多大；

②現通過加熱絲對下部分氣體進行緩慢加熱，使活塞M回到原來的位置，求應使下部分氣體的溫度升高到多少攝氏度。

Answer 1

【答案】①1.5×105 Pa ② 252℃

【解析】

①以兩個活塞和重物作為整體進行受力分析得：

pS＝mg＋p0S

得

p＝p0＋＝1.5×105 Pa。

②對下部分氣體進行分析，初狀態壓強為p0，體積為h2S，溫度為T1，末狀態壓強為p，體積設為h3S，溫度為T2

由理想氣體狀態方程可得：

＝

對上部分氣體進行分析，根據玻意耳定律可得：

p0(h1－h2)S＝p(h1－h3)S

解得：

T2=525K=252℃