Question

（2009?徐匯區(qū)二模）如圖（a）所示，水平放置的汽缸內(nèi)封閉有體積為0.6m³的理想氣體，已知此時汽缸內(nèi)的氣體溫度為300K，氣體壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)相等為p₀=1.0×10⁵Pa，封閉氣體的光滑活塞面積為10^-4m³．緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，并在活塞上加以適當(dāng)?shù)耐饬Γ瑲怏w經(jīng)歷了如圖（b）所示的狀態(tài)變化，求：

（1）當(dāng)溫度上升到450K的狀態(tài)B時，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p_B；
（2）當(dāng)氣體處于狀態(tài)B時，加在活塞上的外力F的大小和方向；
（3）當(dāng)溫度上升到600K的狀態(tài)C時，缸內(nèi)氣體的體積V_C．

Answer 1

分析：1、從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體經(jīng)歷了等容變化，根據(jù)

pA

TA

=

pB

TB

，代入數(shù)據(jù)求解p_B；
2、根據(jù)平衡條件F=（p_B-p₀）S，可求得F的大小和方向；
3、從狀態(tài)B到狀態(tài)C，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

pAVA

TA

=

pCVC

TC

，代入數(shù)據(jù)求解V_C．

解答：解：（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體經(jīng)歷了等容變化，

pA

TA

=

pB

TB

代入數(shù)據(jù)，解得p_B=1.5p₀=1.5×10⁵Pa
（2）對活塞根據(jù)平衡條件有，F(xiàn)=（p_B-p₀）S=5N，
方向水平向左
（3）從狀態(tài)B到狀態(tài)C，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

pAVA

TA

=

pCVC

TC

代入數(shù)據(jù)，解得V_C=1m³ 
答：（1）當(dāng)溫度上升到450K的狀態(tài)B時，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p_B為1.5p₀=1.5×10⁵Pa；
（2）當(dāng)氣體處于狀態(tài)B時，加在活塞上的外力F的大小為5N，方向水平向左；
（3）當(dāng)溫度上升到600K的狀態(tài)C時，缸內(nèi)氣體的體積V_C為1m³．

點評：本題要求學(xué)生能正確審題，從題目和圖象中找出所需信息，再利用所學(xué)的氣體方程列式計算，對學(xué)生的分析問題、解決問題能力要求較高．