Question

【題目】如圖所示，足夠長的氣缸豎直放置，其橫截面積S=1×10-3m2，氣缸內有質量m=2kg的活塞，活塞與氣缸壁之間密封良好，不計摩擦．開始時活塞被銷釘K固定于圖示位置，離缸底L1=12cm，此時氣缸內被封閉氣體的壓強p1=1.5×105Pa，溫度T1=300K．大氣壓p0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2．

（1）現對密閉氣體加熱，當溫度升到T2=400K時，其壓強p2多大？

（2）此后拔去銷釘K，活塞開始向上運動，當它最后靜止在某一位置時，氣缸內氣體的溫度降為T3=360K，則這時活塞離缸底的距離L3為多少？

Answer 1

【答案】（1）2×105Pa （2）18cm

【解析】

(1)氣體體積不變，由查理定律得

即

解得：p2＝2×105 Pa

(2)，T3＝360K

設氣體溫度為360 K時活塞離缸底的距離為l3，

由理想氣體狀態方程得

V1＝l1S，V3＝l3S

解得：l3＝18cm