Question

如圖所示，圓柱形氣缸開口向上豎直放置在水平面上，氣缸足夠長，內截曲積為S,大氣壓強為P₀，一厚度不計、質量為的活塞封住一定量的理想氣體，溫度為T₀時缸內氣體體積為V₀ ，先在活塞上緩慢放上質量為3m的砂子，然后將缸內氣體溫度緩慢升高到2T₀，求：

①最后缸內氣體的體積；
②在右圖中做出缸內氣體狀態變化的P-V圖象

Answer 1

①V₃＝V₀②

①（5分） p₁＝p₀＋mg/S＝1.5p₀ （1分）
p₂S＝p₀S＋mg＋3mg，p₂＝p₀＋4mg/S＝3p₀（1分）
等溫過程：由p₁V₀＝p₂V₂得V₂＝0.5V₀ （1分）
等壓過程：由V₂/T₀＝V_3/2T₀（1分）
得V₃＝V₀（1分）
②（4分）如右圖