Question

【題目】如圖所示，總?cè)莘e為3V0、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，一面積為S的輕質(zhì)薄活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞左側(cè)由跨過光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的重物相連，汽缸右側(cè)封閉且留有抽氣孔。活塞右側(cè)氣體的壓強(qiáng)為p0。活塞左側(cè)氣體的體積為V0，溫度為T0。將活塞右側(cè)抽成真空并密封，整個(gè)抽氣過程中缸內(nèi)氣體溫度始終保持不變。然后將密封的氣體緩慢加熱。已知重物的質(zhì)量滿足關(guān)系式mg＝p0S，重力加速度為g。求：

(1)活塞剛碰到汽缸右側(cè)時(shí)氣體的溫度；

(2)當(dāng)氣體溫度達(dá)到3T0時(shí)氣體的壓強(qiáng)。

Answer 1

【答案】(1)T3＝1.5T0；(2)p4＝2p0

【解析】

(1)設(shè)當(dāng)活塞右側(cè)氣體的壓強(qiáng)為時(shí)，左側(cè)氣體壓強(qiáng)為，則：

右側(cè)抽成真空時(shí)：

對(duì)左側(cè)氣體有：

解得：

加熱氣體，氣體發(fā)生等壓變化，活塞與汽缸右側(cè)接觸時(shí)，體積 ，氣體的溫度為

則：

解得：

；

(2)氣體溫度升高到3T0的過程，氣體發(fā)生等容變化，則：

解得：

。