Question

【題目】如圖所示，一導熱性能良好的氣缸放置在水平面上，其橫截面積S=20cm2，內壁光滑，固定的卡口A、B與缸底的距離L=1.5m，厚度不計質量為m=10kg的活塞在氣缸內封閉了一段長為2L、溫度為T0=320K的理想氣體。現緩慢調整氣缸開口至豎直向上，取重力加速度g=10m/s2，大氣壓強為p0=1.0×105Pa。求：

(1)氣缸被豎起來時，此時氣缸內的壓強為多大？

(2)穩定時缸內氣體高度；

(3)當缸內溫度逐漸降到240K時，活塞所處的位置。

Answer 1

【答案】(1)；(2)2m；(3)距離汽缸底部1.5m

【解析】

(1)以活塞為研究對象

(2)氣體初態

設穩定時缸內氣體高度為，則氣體末態

由玻意耳定律

代入數據解得

(3)當溫度降到240K時，理想氣體發生等壓變化，當穩定時假設活塞落在卡口A、B上，缸內氣體高度為L

由蓋-呂薩克定律

解得

假設成立，活塞恰好落在卡口A、B上，活塞距離汽缸底部。