Question

【題目】如圖所示，氣缸的橫截面積為10cm2，a、b兩個質量忽略不計的活塞將內部氣體分A、B兩部分，A部分氣柱的長度為30cm，B部分氣柱的長度是A部分氣柱長度的一半，氣缸和活塞b是絕熱的，活塞a是導熱的，與活塞b相連的輕彈簧勁度系數為100N/m。初始狀態A、B兩部分氣體的溫度均為27℃，活塞a剛好與氣缸口平齊，彈簧為原長。若在活塞a上放上一個質量為2kg的重物，則活塞a下降一段距離后靜止（已知外界大氣壓強p0＝1.0×105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2）。求：

（1）此時A部分氣柱的長度；

（2）此后對B部分氣體進行緩慢加熱，使活塞a上升到再次與氣缸口平齊，此時B部分氣體的溫度。

Answer 1

【答案】（1）25cm （2）227C

【解析】

（1）對于A部分氣體，初狀態。

末狀態，

由玻意耳定律得

解得

即A部分氣柱長度變為25cm。

（2）活塞a返回原處，A部分氣柱長不變。

此時B部分氣柱長為，彈簧伸長。

B部分氣體的壓強為，

解得，

對于B部分氣體，初狀態：，

末狀態：，

根據理想氣體狀態方程，

解得=227C