题目内容
【题目】如图所示，一固定水平汽缸，由一大一小两个同轴圆简组成，两圆简中由一细管（容积及长度可忽略）连通，两筒中各有一个活塞，大活塞横截面积S1=60cm2，小活塞横截面积S2=20cm2；两活塞用细绳连接。绳长L=20cm，汽缸外大气的压强为p0=1.00×105Pa，温度T=350K，初始时两活塞均静止在与汽缸底部等距离处，绳刚好伸直。两活塞间封装气体温度为T=200K，忽略两活塞与汽缸间摩擦，不漏气。现使汽缸内气体温度缓慢升高，求：
①当温度上升至280K时，缸内气体体积V；
②当与外界达到热平衡时，绳拉力T的大小．
【答案】①1120cm3；②100N；
【解析】
（1）对两活塞和细绳构成的整体受力分析，有
解得
Pa
并可知升温过程中，活塞整体左移，且只要小活塞不碰气缸底部，则一直为等圧変化…
设温度280K时活塞左移了x，
气体等圧変化
解得
x=8cm<10cm
所以假设成立
所以缸内气体体积为
解得
V=1120cm3
（2）设温度为T0时活塞恰左移了
，气体等圧変化
解得
T0=300K<350K
故尚未达到热平衡
温度从T0到热平衡温度T，经历等容变化，设末态气体压强为p，有
平衡条件可知
解得
FT=100N
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