Question

【題目】如圖所示，在水平桌面上，導(dǎo)熱氣缸內(nèi)橫截面積為S的輕質(zhì)活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體。一質(zhì)量為m的砝碼盤(pán)(含砝碼)用輕繩經(jīng)光滑定滑輪與缸中活塞豎直相連接，活塞與氣缸壁間無(wú)摩擦。當(dāng)環(huán)境溫度溫度為T時(shí)，活塞與缸底的距離為h。現(xiàn)使環(huán)境溫度緩慢降為。

①活塞再次平衡時(shí)，活塞與缸底的距離是多少?

②保持環(huán)境溫度為不變，為使活塞返回原位置，需在盤(pán)中逐漸添加砝碼的質(zhì)量為Δm，求大氣壓強(qiáng)的大小。

Answer 1

【答案】①②

【解析】試題分析：（i）分析氣體初末狀態(tài)的參量，氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律求解即可，（ii）分析氣體初末狀態(tài)的參量，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意爾定律求解即可.

（i）設(shè)再次平衡時(shí)，活塞離缸底的高度為h1。環(huán)境溫度緩慢降低過(guò)程中，氣缸中氣體壓強(qiáng)不變。

初始時(shí)，溫度為，體積為，變化后溫度為，體積為

氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克得：

解得：

（ii）設(shè)大氣壓強(qiáng)為，初始時(shí)，休積為

變化后，體積為

氣體發(fā)生等溫變化，由玻意爾定律得：

解得：