Question

【題目】如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將一定質量的氣體和一形狀不規則的固體A封閉在氣缸內．在氣缸內距缸底60cm處設有a、b兩限制裝置，使活塞只能向上滑動．開始時活塞擱在a、b上，缸內氣體的壓強為p0（p0=1.0×105Pa為大氣壓強），溫度為300K．現緩慢加熱汽缸內氣體，當溫度為330K，活塞恰好離開a、b；當溫度為360K時，活塞上升了4cm．求：

（1）活塞的質量．

（2）物體A的體積．

Answer 1

【答案】（1）m=4kg； (2)ΔV=640cm3

【解析】設物體A的體積為ΔV，氣體的狀態參量為：

T1=300K，p1=1.0×105Pa，V1=60×40-ΔV；

T2=330K，p2=(1.0×105+)Pa，V2=V1；

T3=360K，p3=p2，V3=64×40-ΔV．

氣體從狀態1到狀態2為等容過程：

代入數據得m=4kg

氣體從狀態2到狀態3為等壓過程：

代入數據得ΔV=640cm3．