题目内容
【题目】如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 ℃。M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S＝2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1＝27 cm，N活塞相对于底部的高度为h2＝18 cm。现将一质量为m＝1 kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大气压强为p0＝1.0×105 Pa。(g＝10 m/s2)
①求下部分气体的压强多大；
②现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使活塞M回到原来的位置，求应使下部分气体的温度升高到多少摄氏度。
【答案】①1.5×105 Pa ② 252℃
【解析】
①以两个活塞和重物作为整体进行受力分析得：
pS＝mg＋p0S
得
p＝p0＋
＝1.5×105 Pa。
②对下部分气体进行分析，初状态压强为p0，体积为h2S，温度为T1，末状态压强为p，体积设为h3S，温度为T2
由理想气体状态方程可得：
＝
对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：
p0(h1－h2)S＝p(h1－h3)S
解得：
T2=525K=252℃
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