Question

(9分)內壁光滑的導熱氣缸豎直浸放在盛有27 ℃溫水的恒溫水槽中，用不計質量的活塞封閉了壓強為1.0×10⁵ Pa、體積為2.0×10^-3 m³的理想氣體。現在活塞上方緩緩倒上質量為0.5 kg的沙子，封閉氣體的體積變為V₁；然后將氣缸移出水槽，經過緩慢降溫，氣體溫度最終變為-23 ℃。已知活塞面積為2.0×10^-4 m²，大氣壓強為1.0×10⁵ Pa，g取10 m/s²，求：

(i)氣體體積V₁．
(ii)氣缸內氣體的最終體積V₂(結果保留兩位有效數字)。

Answer 1

（1）（2）

試題分析：(ⅰ)氣缸在水槽中，往活塞上方緩緩倒沙子過程中，氣體發生等溫變化
Pa        ①　　　2分
根據玻意耳定律有　　　            ②　　　2分
解得：                  ③　　　1分
（ⅱ）移除水槽后，氣體發生等壓變化，根據蓋-呂薩克定律得：
          ④　　　　　　　2分
解得：                ⑤　　　　　　　2分