Question

【題目】如圖所示，由導熱材料制成的一個長為L0、橫截面積為S的汽缸和質量為m0的活塞，將一定質量且溫度為T0的理想氣體封閉在汽缸內�；钊�的厚度不計，活塞與汽缸壁之間的摩擦可以忽略，活塞上方存有少量質量為m的液體。將一細管插入液體，通過虹吸現象，使活塞上方液體逐漸流出，當液體全部流出的時候，活塞恰好到達汽缸的頂部�，F給氣體降溫，使活塞回到原位置，已知大氣壓強為p0，求：

①初始狀態氣體柱的長度。

②活塞恰好回到原位置時氣體的溫度。

Answer 1

【答案】(1) 1kg (2) 3J

【解析】①因為砂子是緩慢放置，氣體是等溫變化，據玻意耳定律，有：p1V1＝p2V2

，

V1＝hS， V2=hS

解得：m砂＝1kg

②使活塞恢復到原高度的過程，氣體壓強不變，氣體對外做功

W＝-p2△V＝-2J

根據△U＝W＋Q

解得：△U＝3J