Question

【題目】如圖所示，氣缸內(nèi)用兩個(gè)活塞密閉兩段質(zhì)量、長度相同的氣柱AB，活塞可以在氣缸內(nèi)無摩擦地移動(dòng)，活塞的厚度不計(jì)，截面積為S，每段氣柱的長為L，大氣壓強(qiáng)恒為p0，溫度為T0．

①在活塞M緩慢推動(dòng) 到虛線PQ位置時(shí)，若推力F做功為W，則A部分氣體對活塞N做功為多少？

②若要保持N板不動(dòng)，需要將B部分的氣體溫度持續(xù)升高到多少?

Answer 1

【答案】①W+p0SL；②2T0

【解析】

試題分析：①在用力緩慢推活塞M的過程中，活塞M移動(dòng)的距離為，由于兩段氣體完全相同，且都發(fā)生等溫變化，因此最終兩段氣體的長度均為，大氣壓及推力對M做的總功：W總=W+p0S×L=W+p0LS，由于氣體對活塞的壓力總是等于F+p0S，且N活塞移動(dòng)的位移只是M移動(dòng)距離的一半，因此A部分氣體對活塞N做的功為：WA=W總=W+p0SL；

②如果保持N板不動(dòng)，則A中氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p0SL=p1S×L，解得：p1=2p0，

B中氣體發(fā)生等容變化，由查理定律得：，解得：T1=2T0；