Question

【題目】如圖所示，導熱氣缸內封有一定質量的理想氣體，缸體質量M=200kg，活塞質量m=10kg，活塞面積S=100cm2，活塞與氣缸壁無摩擦且不漏氣，此時，缸內氣體的溫度為27℃，活塞位于氣缸正中，整個裝置都靜止，已知大氣壓恒為p0=1.0×105Pa，重力加速度為g=10m/s2，求：

（1）缸內氣體的壓強p1；

（2）缸內氣體的溫度緩慢升高到多少攝氏度時，活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處？

Answer 1

【答案】（1）p1=3.0×105Pa；（2）

【解析】試題分析：①以氣缸為對象（不包括活塞）對氣缸列受力平衡方程：

帶入數據解得：

②當活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內氣體溫度為，壓強為，

此時仍有：即，由此可知缸內氣體為等壓變化。

對這一過程研究缸內氣體，由理想氣體狀態方程得：

帶入數據解得 ：

所以