Question

【題目】如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉有一定質量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計，活塞的截面積S＝100 cm2.活塞與水平平臺上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺上有另一物塊B，A、B的質量均為m＝62.5 kg，物塊與平臺間的動摩擦因數μ＝0.8.兩物塊間距為d＝10 cm.開始時活塞距缸底L1＝10 cm，缸內氣體壓強p1等于外界大氣壓強p0＝1×105 Pa，溫度t1＝27 ℃.現對汽缸內的氣體緩慢加熱，(g＝10 m/s2)求：

①物塊A開始移動時，汽缸內的溫度；

②物塊B開始移動時，汽缸內的溫度．

Answer 1

【答案】（1）450 K（2）1200 K

【解析】

①物塊A開始移動前氣體做等容變化，則有

p2＝p0＋＝1.5×105 Pa

由查理定律有，解得T2＝T1＝450 K

②物塊A開始移動后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時

p3＝p2＝1.5×105 Pa；V3＝(L1＋d)S

由蓋—呂薩克定律有，解得T3＝T2＝900 K

之后氣體又做等容變化，設物塊A和B一起開始移動時氣體的溫度為T4

p4＝p0＋ ＝2.0×105 Pa；V4＝V3

由查理定律有 ，解得：T4＝T3＝1 200 K