Question

【題目】如圖（a）所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，橫截面積S＝2×10 -3m2、質(zhì)量為m＝4kg厚度不計(jì)的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體，此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為24cm，在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與氣缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度為300K，大氣壓強(qiáng)P0＝1.0×105Pa。現(xiàn)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(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。

Answer 1

【答案】①20cm②

【解析】試題分析：（1）氣缸水平放置時(shí)，活塞與氣缸底部之間的距離

氣體壓強(qiáng)，氣體體積；

氣缸水平放置時(shí)，活塞與氣缸底部之間的距離為

氣體壓強(qiáng)，氣體體積；

氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律

得活塞與氣缸底部之間的距離

（2）活塞到達(dá)卡環(huán)前是等壓變化，到達(dá)卡環(huán)后是等容變化，應(yīng)分兩個(gè)階段來處理。

氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)，體積，溫度

活塞剛好到達(dá)卡環(huán)時(shí)，氣體壓強(qiáng)仍為，體積，溫度為，其中，

氣體等溫變化，根據(jù)蓋·呂薩克定律

得此時(shí)氣體溫度

活塞剛好到達(dá)卡環(huán)后，溫度繼續(xù)上升，氣體等容變化，，，，

根據(jù)查理定律

解得加熱到675K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)