Question

【題目】如圖所示，足夠長的圓柱形氣缸豎直放置，其橫截面積為1×10－3 m2，氣缸內有質量m＝2 kg的活塞，活塞與氣缸壁封閉良好，不計摩擦．開始時活塞被銷子K銷于如圖位置，離缸底12 cm，此時氣缸內被封閉氣體的壓強1.5×105 Pa，溫度為300 K．外界大氣壓為1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.

(1)現對密閉氣體加熱，當溫度升到400 K時，其壓強為多大？

(2)若在此時拔去銷子K，活塞開始向上運動，當它最后靜止在某一位置時，氣缸內氣體的溫度為360 K，則這時活塞離缸底的距離為多少？

Answer 1

【答案】① ②

【解析】試題分析：由于銷子的作用，氣體的體積不會變化，確定氣體的兩個狀態，分析其狀態參量，利用等容變化可解得結果；拔去銷子K后，活塞會向上移動直至內外壓強一致，確定此時的狀態參量，結合第一個狀態，利用氣體的狀態方程可解的活塞距離缸底的距離。

①根據查理定律，得

解得：

②活塞靜止時，缸內氣體的壓強

根據查理定律，得

解得：