Question

【題目】如圖所示，一個內壁光滑的導熱氣缸豎直放置，內部封閉一定質量的理想氣體，周圍環(huán)境溫度為27℃，現(xiàn)將一個質量為2kg的活塞緩慢放置在氣缸口，活塞與氣缸緊密接觸且不漏氣。已知活塞面積為4.0× 10－4m2，大氣壓強為1.0 ×105Pa，g取10m/s2，氣缸高為0.3m。

①求活塞靜止時氣缸內氣體的體積；

②現(xiàn)在活塞上放置一個2kg的砝碼，再讓周圍環(huán)境溫度緩慢升高，要使活塞再次回到氣缸頂端，則環(huán)境溫度應升高到多少攝氏度？

Answer 1

【答案】(1)V2＝8×10－5 m3 (2) t＝327℃

【解析】（i）氣缸內的封閉氣體等溫變化．將活塞放置在氣缸口時，封閉氣體的壓強為：p1=1.0×105Pa，體積為：V1=Sh=1.2×10-4m3
活塞靜止時，氣缸內封閉氣體的壓強為：

根據(jù)玻意耳定律有：p1V1=p2V2
解得：

（ii）放置砝碼后，活塞再次靜止時，封閉氣體的壓強為：

環(huán)境溫度緩慢升高，活塞再次回到氣缸頂端時，根據(jù)查理定律有：
解得：

故此時環(huán)境溫度為：t=（600-273）℃=327℃