Question

【題目】如圖所示，在兩端封閉粗細均勻的豎直長管道內(nèi)，用一可自由移動的活塞A封閉體積相等的兩部分氣體．開始時管道內(nèi)氣體溫度都為T0=500K，下部分氣體的壓強p0=1.25×105Pa，活塞質(zhì)量m=0.25kg，管道的內(nèi)徑橫截面積S=1cm2 ． 現(xiàn)保持管道下部分氣體溫度不變，上部分氣體溫度緩慢降至T，最終管道內(nèi)上部分氣體體積變?yōu)樵瓉淼? ，若不計活塞與管道壁間的摩擦，g=10m/s2 ， 求此時上部分氣體的溫度T．

Answer 1

【答案】解：設(shè)初狀態(tài)時兩部分氣體體積均為V0，對下部分氣體，等溫變化，根據(jù)玻意耳定律知：P0V0=PV，

其中：

解得：P= 1.25×105Pa=1×l05Pa

對上部分氣體，初態(tài)：P1=P0﹣ =1×105Pa

末態(tài)：

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有：

解得：T=281.25 K

答：此時上部分氣體的溫度T=281.25 K．

【解析】對下部分氣體分析知氣體為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律求出氣體壓強，再根據(jù)平衡求出上部分氣體壓強，最后對上部分氣體根據(jù)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求溫度．