Question

【题目】如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，周围环境温度为27 ℃，现将一个质量为2 kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气。已知活塞面积为4.0× 10－4 m2，大气压强为1.0 ×105 Pa，g取10 m/s2，气缸高为0.3 m。

（1）求活塞静止时气缸内气体的体积；

（2）现在活塞上放置一个2 kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？

Answer 1

【答案】（i）8×10-5m3 （ii）327 ℃

【解析】试题分析： （i）气缸内的封闭气体等温变化。将活塞放置在气缸口时，封闭气体的压强p1=1．0×105Pa，体积V1=Sh=1．2×10-4m3

活塞静止时，气缸内封闭气体的压强p2=p0+=1．5×105Pa

根据玻意耳定律有p1V1=p2V2

解得V2==8×10-5m3

（ii）放置砝码后，活塞再次静止时，封闭气体的压强

p'2=p0+=2．0×105Pa

环境温度缓慢升高，活塞再次回到气缸顶端时，根据查理定律有

解得T2=="600" K

故此时环境温度为t=（600-273） ℃="327" ℃