Question

【題目】如圖所示，在水平桌面上，導熱氣缸內橫截面積為S的輕質活塞封閉著一定質量的氣體。一質量為m的砝碼盤(含砝碼)用輕繩經光滑定滑輪與缸中活塞豎直相連接，活塞與氣缸壁間無摩擦。當環境溫度溫度為T時，活塞與缸底的距離為h。現使環境溫度緩慢降為。

①活塞再次平衡時，活塞與缸底的距離是多少?

②保持環境溫度為不變，為使活塞返回原位置，需在盤中逐漸添加砝碼的質量為Δm，求大氣壓強的大小。

Answer 1

【答案】①②

【解析】試題分析：（i）分析氣體初末狀態的參量，氣體發生等壓變化，由蓋呂薩克定律求解即可，（ii）分析氣體初末狀態的參量，氣體發生等溫變化，由玻意爾定律求解即可.

（i）設再次平衡時，活塞離缸底的高度為h1。環境溫度緩慢降低過程中，氣缸中氣體壓強不變。

初始時，溫度為，體積為，變化后溫度為，體積為

氣體發生等壓變化，由蓋呂薩克得：

解得：

（ii）設大氣壓強為，初始時，休積為

變化后，體積為

氣體發生等溫變化，由玻意爾定律得：

解得：