Question

【題目】一端開口的鋼制圓筒，在開口端放一光滑活塞，先將其開口端向下，豎直緩慢地放入溫度T1=281K的水槽中，在筒底與水面相平時，恰好靜止在水中，此時筒內氣柱長為h。當水溫升高到某一溫度時，圓筒露出水面的高度為（簡壁的厚度不計）。

（i）試判斷水升溫前、后筒內氣體的壓強P1、P2的大小關系；

（ii）求水升溫后的溫度T2

Answer 1

【答案】（i）水升溫前、后筒內氣體的壓強相等；（ii）水升溫后的溫度為320K。

【解析】

（i）水升溫前后圓筒受到的浮力相等，圓筒排開水的體積相等，可知活塞距離水面的距離相等，故水升溫前后筒內氣體壓強相等，即p1=p2；

（ii）初狀態：T1=280K，V1=Sh，

末狀態：V2=

該過程為等壓變化，根據氣體實驗定律可得：

解得：T2=320K。