Question

【題目】如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直放置，內(nèi)部封閉一定質(zhì)量的理想氣體，周圍環(huán)境溫度為27℃，現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為2kg的活塞緩慢放置在氣缸口，活塞與氣缸緊密接觸且不漏氣。已知活塞面積為4.0× 10－4m2，大氣壓強(qiáng)為1.0 ×105Pa，g取10m/s2，氣缸高為0.3m。

①求活塞靜止時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積；

②現(xiàn)在活塞上放置一個(gè)2kg的砝碼，再讓周圍環(huán)境溫度緩慢升高，要使活塞再次回到氣缸頂端，則環(huán)境溫度應(yīng)升高到多少攝氏度？

Answer 1

【答案】(1)V2＝8×10－5 m3 (2) t＝327℃

【解析】（i）氣缸內(nèi)的封閉氣體等溫變化．將活塞放置在氣缸口時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為：p1=1.0×105Pa，體積為：V1=Sh=1.2×10-4m3
活塞靜止時(shí)，氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為：

根據(jù)玻意耳定律有：p1V1=p2V2
解得：

（ii）放置砝碼后，活塞再次靜止時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為：

環(huán)境溫度緩慢升高，活塞再次回到氣缸頂端時(shí)，根據(jù)查理定律有：
解得：

故此時(shí)環(huán)境溫度為：t=（600-273）℃=327℃