Question

【題目】如圖所示，內壁光滑的汽缸開口向上豎直放置；缸內理想氣體I、II高度均為L0，溫度均為T0。活塞A到汽缸頂部的距離為L0，活塞A、B絕熱，A下有加熱裝置，汽缸底部導熱、其余部分絕熱，開始時整個裝置處于平衡狀態。己知活塞A及加熱裝置、活塞B質量均不計，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為P0，環境溫度不變。現對氣體I緩慢加熱，求：

①氣體I溫度為多少時B活塞開始移動；

②活塞B下移時氣體I的溫度。

Answer 1

【答案】①；②。

【解析】

①取I氣體為研究對象，氣體發生等壓膨脹，當其體積為時，B開始移動，由蓋—呂薩克定律得：

解得：

；

②II氣體初態壓強為：

對II由等溫變化，應用玻意耳定律：

解得：

I氣體此時壓強：

對I由理想氣體狀態方程：

解得：

。