Question

如圖（a）所示，一導熱性能良好、內壁光滑的氣缸水平放置。橫截面積為S＝2×10^-3m²、質量為m＝4kg、厚度不計的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體，此時活塞與氣缸底部之間的距離為24cm，在活塞的右側12cm處有一對與氣缸固定連接的卡環，氣體的溫度為300K，大氣壓強p₀＝1.0×10⁵Pa。現將氣缸豎直放置，如圖（b）所示，取g＝10m/s²。求：

（1）活塞與氣缸底部之間的距離；
（2）加熱到675K時封閉氣體的壓強。

Answer 1

（1）；（2）

試題分析: （1）氣缸豎直放置時封閉氣體壓強
p₂=p₀+，代入數值
a→b過程氣體做等溫變化p₁V₁=p₂V₂，所以活塞與氣缸底部之間的距離L₂=20cm
（2）加熱后，封閉氣體膨脹，活塞上升，當活塞剛好到達卡環時，這一過程氣體做等壓變化
，解得
所以當加熱至675K時，封閉氣體的體積為V₃=36S，根據理想氣體狀態方程
代入數值得