Question

【題目】如圖所示，汽缸開口向上，缸內壁有固定小砧，質量為m的活塞將缸內封閉一段氣體缸內氣體壓強為2p0+，g為重力加速度，活塞到缸底的距離為h，活塞橫截面積為S，大氣壓強為p0，環境溫度為T0，活塞與汽缸內壁氣密性好且無摩擦，汽缸與活塞的導熱性能良好。

①緩慢降低環境溫度，使缸內氣體的體積減半，則環境溫度應降低為多少；此過程外界對氣體做的功為多少?

②若環境溫度不變，通過不斷給活塞上放重物，使活塞緩慢下降，當活塞下降h時，活塞上所放重物的質量為多少?

Answer 1

【答案】①，（p0S+mg）h ②m+

【解析】

本題考查理想氣體狀態方程的應用。

①設環境溫度應降低為T1，當缸內氣體的體積減慢時，缸內氣體的壓強為：

根據理想氣體狀態方程有：

得到：

此過程外界對氣體做的功：

②設所放重物的質量為m0，當氣體體積減半時，氣體的壓強為：

氣體發生等溫變化，

則有

得到：