Question

【题目】如图所示，下端封闭上端开口的柱形绝热气缸，高为30cm、截面积为4cm2，—个质量不计、厚度忽略的绝热活塞位于距气缸底部10cm处静止不动，活塞上下均为一个大气压、27℃的理想气体，活塞与侧壁的摩擦不能忽略，下端气缸内有一段不计体积的电热丝。由气缸上端开口缓慢注入水银，当注入20ml水银时，活塞恰好开始下降，停止注入水银．忽略外界温度变化，外界大气压始终为75cmHg．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（i）假设不注入水银，封闭气体的温度至少降到多少℃活塞才会下降？

（ii）现用电热丝缓慢加热封闭气体，使活塞缓慢上升，直到水银柱上端与气缸开口相齐，温度至少升髙到多少℃?

Answer 1

【答案】(1)7° （2）527°

【解析】（ⅰ）活塞恰好下滑时，由平衡条件有：

摩擦力产生的最大压强

降低封闭气体的温度，等容变化有

得即7℃

（ⅱ）封闭气体缓慢加热，使活塞缓慢上升直到水银与上端开口相齐的过程：

V1=10S 、V2=25S、P3=P0+P′=80cmHg

由

得即527℃