Question

【題目】如圖甲所示，一定質量的理想氣體被活塞封閉在水平放置的導熱良好的氣缸內，活塞的質量m=2kg，橫截面積S=10cm2，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動且不漏氣，活塞內側面與氣缸底距離，外側面與氣缸口距離。外界氣溫為27，大氣壓強為Pa，現將氣缸緩慢地轉到氣缸側壁與水平面成30°角的位置，如圖乙所示，g=l0m/s2。求：

(1)此時活塞內側面離氣缸底的距離為多少？

(2)保持氣缸側壁與水平面成30°角，對缸內氣體逐漸加熱，使活塞外側面剛好與氣缸口相平，此時缸內氣體溫度為多少？

Answer 1

【答案】(1)10cm；(2)450K或177°C

【解析】

(1)設此時活塞內側面離氣缸底的距離為x，當氣缸水平時，氣體壓強

Pa①

當氣缸側壁與水平面成30°角時，氣體壓強

Pa②

氣體等溫變化，故由玻意耳定律得

③

代入數據，解得：x=10cm ④

(2)保持氣缸側壁與水平面成30°角，加熱前氣體溫度

⑤

設加熱后氣體溫度T2，氣體等壓變化，由蓋呂薩克定律有

⑥

代入數據解得：K或℃