Question

【題目】如圖所示，導熱氣缸A通過絕熱細管與氣缸B相連，細管中有絕熱的小活塞M，氣缸A內有活塞N，其截面積為10cm2 ， 兩氣缸內都封閉有體積為0.2L、壓強為1atm、溫度為27℃的理想氣體，兩個活塞皆不漏氣且無摩擦，細管容積忽略不計．已知大氣壓強p0=1.0×105Pa，熱力學溫度與攝氏溫度的關系為T=t+273K，現用力F向右緩慢推活塞N的同時給氣缸B加熱，從而使活塞M保持在原位置不動，當力F=100N時，求：
（i）活塞N向右移動的距離是多少？
（ii）氣缸B中的氣體已升溫到多少攝氏度？

Answer 1

【答案】解：（i）加力F后，A中氣體的壓強為

對A中的氣體：
解得：
初態時，
同理
故活塞N向右移動的距離是
（ii）對B中的氣體，因活塞M保持在原位置不動
末態壓強為
根據查理定律得：
解得 ，即
答：（i）活塞N向右移動的距離是10cm
（ii）氣缸B中的氣體已升溫到327℃
【解析】A氣體等溫變化，根據理想氣體狀態方程得到壓縮后的壓強情況；再對B氣體研究，等容變化，同樣根據理想氣體狀態方程列式得到溫度變化情況．