Question

【題目】如圖所示，一導熱性能良好、內壁光滑的氣缸開口向上豎直放置。橫截面積、質量與厚度均不計的活塞，可以在氣缸內自由滑動，括塞與氣缸底部之間封閉了一定質量的理想氣體，開始時話塞與氣缸底部之間的距離為L= 40cm。氣體的初始溫度為T=600K，壓強為，已知環境溫度，大氣壓強。由于缸內氣體緩慢散熱，最終氣體的溫度達到與環境溫度相同。求：(不計活塞與缸壁之間的摩擦)

(i)活塞與氣缸底部之間的最短距離；

(ii)請寫出氣體狀態變化的過程，并在下面p-V坐標系中畫出氣體狀態變化過程的圖線。

Answer 1

【答案】(i) 30 cm (ii)

【解析】(i)當氣體的溫度最低時，根據根據理想氣體的狀態方程即可求解最短距離；（2）明確氣體經歷什么變化，根據氣體的變化情況畫出p-V圖象。

(i)當氣體的溫度最低時，活塞與氣缸底部之間的距離最短為

根據理想氣體的狀態方程：

得：

(ii)氣體首先經歷等容變化，當壓強變為后，氣體開始做等壓變化。p-V圖象如圖所示。