Question

【題目】如圖所示為固定豎直放登的U形氣缸，內璧光滑，EF為氣的底部其面積為S，CE=4AC，活塞質量為m，厚度不計，A、B、C、D為裝有力傳感器的四個限制裝置，使活塞只能在AC之間運動。開始吋，活塞處在CD處且傳感器CD的示數之和等于活塞重力的2倍，此時氣體的溫度為T，現對氣體緩慢加熱使得活塞與AB接觸但傳感器示數為零。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，則

(I)當傳感器CD的示數為零時，氣體的溫度為多少?

(Ⅱ)當活剛到達AB位置時氣體的溫度為多少?

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

根據平衡條件求出初始狀態時和當傳感器CD的示數為零時的氣體壓強，由查理定律可得氣體的溫度；當活塞剛到達AB位置時，氣體壓強不變，由蓋呂薩克定律可得氣體的溫度；

解：(1)初始狀態受力分析可得：

當傳感器CD的示數為零時，對活塞受力分析可得：

由查理定律可得

解得：

(2) 當活塞剛到達AB位置時，氣體壓強不變

則由蓋呂薩克定律可得：

則有