Question

【題目】如圖所示，上端帶卡環的絕熱圓柱形汽缸豎直放置在水平地面上，汽缸內部被質量均為m的活塞A和活塞B分成高度相等的三個部分，下邊兩部分封閉有理想氣體P和Q，活塞A導熱性能良好，活塞B絕熱。兩活塞均與汽缸接觸良好，活塞厚度不計，忽略一切摩擦。汽缸下面有加熱裝置，初始狀態溫度均為T0，氣缸的截面積為S，外界大氣壓強大小為且保持不變，現對氣體Q緩慢加熱。求：

①當活塞A恰好到達汽缸上端卡口時，氣體Q的溫度T1；

②活塞A恰接觸汽缸上端卡口后，繼續給氣體Q加熱，當氣體P體積減為原來一半時，氣體Q的溫度T2。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】①設P、Q初始體積均為V0，在活塞A接觸卡扣之前，兩部分氣體均等壓變化，則由蓋—呂薩克定律，解得：；

②當活塞A恰接觸汽缸上端卡口后，P氣體做等溫變化，由玻意耳定律解得；

此時Q氣體的壓強為；

當P氣體體積變為原來一半時，Q氣體的體積為，此過程對Q氣體由理想氣體狀態方程：，解得；