题目内容
【题目】如图所示，开口向上竖直放置的横截面积为
的气缸内有
、
两个质量忽略不计的活塞，两个活塞把气缸内的气体分割为两个独立的部分
和
，的长度为30cm，的长度是长度的一半，气缸和活塞都是绝热的，活塞导热性能良好，与活塞和气缸底部相连的轻弹簧劲度系数为100N/m，部分下端有与电源相连的电热丝。初始状态、两部分气体的温度均为27℃，弹簧处于原长，活塞刚好与气缸口相齐平，开关S断开。若在活塞上放上一个2kg的重物，则活塞下降一段距离后静止（已知外界大气压强为
，重力加速度为
，取
）
(1)求稳定后部分气柱的长度；
(2)合上开关S，对部分气体进行加热，可以使上升再次与气缸口齐平，则此时部分气体的温度为多少？
【答案】(1)25cm；(2)227℃
【解析】
(1)对于
部分气体，初态
末态
根据玻意耳定律有
解得
即稳定后部分气柱长度变为25cm。
(2)若使活塞
返回原处，
部分气体末状态时气柱长为
，此时弹簧要伸长
，对活塞
有
解得
对于部分气体，初态
末态
根据理想气体状态方程
解得
则此时温度为
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