Question

【題目】如圖所示，氣缸放在地面上，開口向上，缸內質量為m的活塞與氣缸內部無摩擦，封閉一段理想氣體，繞過光滑定滑輪的輕繩與活塞與放在地面上質量為2m的物塊相連，開始時，繩處于伸直狀態但無彈力，活塞面積為S，活塞離氣缸內底的距離為h，大氣壓強為p0，缸內氣體的溫度為T1，氣缸的質量大于物塊的質量，重力加速度為g。

①要使物塊對地面的壓力剛好為零，需要將缸內氣體溫度降為多少？

②要使物塊上升的高度，需要將缸內氣體的溫度降為多少？

Answer 1

【答案】①；②

【解析】（1）開始時缸內氣體的壓強：p1=p0+mg/S

當物塊對地面的壓力為零時，缸內氣體的壓強p2=p0-mg/S

當物塊對地面的壓力為零時，缸內氣體的溫度為T2，氣體發生等容變化，則

解得：

（2）當物塊上升h的高度時，缸內壓強仍為p2=p0-mg/S，設此時缸內氣體溫度為T3，氣體發生等壓變化，有：

解得：