Question

【題目】如圖所示，容器A和汽缸B都能導熱，A放置在127 ℃的恒溫槽中，B處于27 ℃的環境中，大氣壓強為p0＝1.0×105 Pa，開始時閥門K關閉，A內為真空，其容積VA＝2.4 L，B內活塞橫截面積S＝100 cm2，質量m＝1 kg，活塞下方充有理想氣體，其體積VB＝4.8 L，活塞上方與大氣連通，A與B間連通細管體積不計，打開閥門K后活塞緩慢下移至某一位置(未觸及汽缸底部)。g取10 m/s2。試求：

(1)穩定后容器A內氣體壓強；

(2)穩定后汽缸B內氣體的體積；

(3)活塞下移過程中，汽缸B內氣體對活塞做的功。(不計摩擦)

Answer 1

【答案】(1)1.01×105 Pa　(2)3.0 L (3)－181.8 J

【解析】

①穩定后，以活塞為研究對象，受力平衡：
得：，A與B連通，壓強相等，；

②連通后，部分氣體從B流入A，這部分氣體末狀態：，
初狀態：，
根據蓋-呂薩克定律，有：，
代入數據得到：
得：
即它在容器B中時，
則B中剩余的氣體體積；

③活塞下移距離為

氣體對活塞的作用力為

則做功為：。