Question

【題目】如圖所示，上端開口的圓柱形汽缸豎直放置,通過活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體Q封閉在汽缸內(nèi)。在汽缸內(nèi)距缸底H處設(shè)有A、B卡座,使活塞只能向上滑動(dòng)．開始時(shí)活塞擱在A、B上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0,溫度為T1。現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體,當(dāng)溫度為T2時(shí),活塞恰好離開A、B；當(dāng)溫度為T3時(shí),活塞上升了h（圖中未畫出）．已知活塞橫截面積為S,活塞與汽缸壁間光滑且氣密性良好，外界

大氣壓強(qiáng)始終為p0．求:

(i)活塞的重力G；

(ii)固體Q的體積V．

Answer 1

【答案】(i) G＝ (ii) V＝

【解析】

(i)先寫出已知條件，根據(jù)等容變化的公式和對活塞受力平衡可以求活塞的重力；

(ii)由等壓變化公式可以求出物體Q的體積。

(i) 以密閉氣體為研究對象，

狀態(tài)1：壓強(qiáng)為p1=p0，溫度為T1，體積為V2=SH-V，

狀態(tài)2：壓強(qiáng)為p2=p0+，溫度為T2，體積為V2=V1=SH-V，

密閉氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得

解得：；

(ii) 狀態(tài)3：壓強(qiáng)為p3=p2=，溫度為T3，體積為V3=S（H+h）-V，

由狀態(tài)2到狀態(tài)3，密閉氣體發(fā)生等壓變化，由蓋呂薩克定律得：

解得： 。