Question

【題目】氣缸長為L=1m（氣缸厚度可忽略不計），固定在水平面上，氣缸中有橫街面積為S=100cm2的光滑活塞封閉了一定質量的理想氣體．已知當溫度t=27℃，大氣壓強p0=1×105Pa時，氣柱長度l0=0.4m，現用水平拉力向右緩慢拉動活塞，求：

（1）若拉動活塞過程中溫度保持27℃，活塞到達缸口時缸內氣體壓強
（2）若氣缸，活塞絕熱，拉動活塞到達缸口時拉力大小為500N，求此時缸內氣體溫度．

Answer 1

【答案】
（1）解：氣體的狀態參量：p1=p0=1×105Pa，V1=l0S=0.4S，V2=LS=S，

氣體發生等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，

代入數據解得：p2=4×104Pa；

答：若拉動活塞過程中溫度保持27℃，活塞到達缸口時缸內氣體壓強為4×104Pa．

（2）解：氣體狀態參量：p1=p0=1×105Pa，V1=l0S=0.4S，

T1=273+27=300K，V3=LS=S，p3=p0﹣ =5×104Pa，

由理想氣體狀態方程得： = ，

代入數據解得：T3=375K；

答：若氣缸，活塞絕熱，拉動活塞到達缸口時拉力大小為500N，此時缸內氣體溫度為375K．

【解析】（1）氣體發生等溫變化，應用玻意耳定律可以求出氣體的壓強；（2）應用平衡條件求出氣體壓強，求出氣體的狀態參量，然后應用理想氣體狀態方程求出氣體的溫度．