Question

【題目】如圖所示，透熱的氣缸內封有一定質量的理想氣體，缸體質量M＝200kg，活塞質量m＝10kg，活塞面積S＝100cm2。活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣。此時，缸內氣體的溫度為27°C，活塞位于氣缸正中，整個裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0＝1.0×105Pa，重力加速度為g＝10m/s2。求：

（a）缸內氣體的壓強p1；

（b）缸內氣體的溫度升高到多少°C時，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處？

Answer 1

【答案】（a）（b）327℃

【解析】

試題分析：（a）以氣缸為對象（不包括活塞）列氣缸受力平衡方程：

解之得：

（b）當活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內氣體溫度為，壓強為

此時仍有，即缸內氣體為等壓變化。

對這一過程研究缸內氣體，由狀態方程得：

所以

故℃＝327℃