Question

【題目】如圖甲所示，氣缸（足夠長）開口向右、固定在水平桌面上，氣缸內用橫截面積為S的活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞與氣缸壁之間的摩擦忽略不計。輕繩跨過光滑定滑輪將活塞和地面上質量為m的重物連接。開始時氣缸內外壓強相同，均為大氣壓P0（mg<P0S，g為重力加速度），輕繩處在伸直狀態，氣缸內氣體的溫度為T0，體積為V0。現用力拖動氣缸使其緩緩向左移動（溫度不變）至重物剛離開地面，接著緩慢降低氣體的溫度，使得氣缸內氣體的體積恢復為V0，求：

（i）重物剛離開地面時氣缸向左移動的距離d；

（ii）氣體體積恢復為V0時的溫度T。

Answer 1

【答案】（i）（ii）

【解析】

（i）對氣缸內氣體，初始時P1= P0，重物剛好離開地面時P2=P0-，設重物剛離開地面時氣缸內氣體的體積為V，由于此過程氣體溫度不變，根據玻意耳定律 P1V0=P2V，解得V=，故d=

（ii）重物離開地面后，氣體壓強不變，根據蓋呂薩克定律 ，解得 T=