Question

【題目】如圖所示，在一圓形豎直管道內封閉有理想氣體，用一固定絕熱活塞k和質量為m的可自由移動的絕熱活塞A將管內氣體分割成體積相等的兩部分。溫度都為T0=300K，上部氣體壓強為P0=1.0×105Pa，活塞A有（S為活塞橫截面積）。現保持下部分氣體溫度不變，只對上部分氣體緩慢加熱，當活塞A移動到最低點B時（不計摩擦）。

求: ①下部分氣體的壓強。

②上部分氣體的溫度。

Answer 1

【答案】① ②

【解析】

（1）對下部分氣體,做等溫變化，找到氣體的狀態參量，根據玻意耳定律列式求解下部分氣體的壓強；

（2）對上部分氣體，當活塞A移動到最低點時，對活塞A受力分析可得出兩部分氣體的壓強；根據理想氣體的狀態變化方程求解上部分氣體的溫度；

① 對下部分氣體,做等溫變化,初狀態壓強為：

體積為：

末狀態:壓強為P2，體積為：

根據玻意耳定律有：

代入數據解得：

② 對上部分氣體,當活塞A移動到最低點時,對活塞A受力分析可得出兩部分氣體的壓強

初狀態: 壓強為P0，溫度為T0，體積為V0

末狀態: 壓強為，溫度， 體積為

根據理想氣體狀態方程，有：

代入數據解得：