Question

【题目】如图所示，直立的气缸中有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，气缸内壁光滑且缸壁导热良好，周围环境温度保持不变。开始时活塞恰好静止在A处，现轻放一物体在活塞上，活塞下移。经过足够长时间后，活塞系统停在B点，已知AB=h，B处到气缸底部的距离为h，大气压强为p0，重力加速度为g．求：

（i）物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强p2；整个过程中，缸内气体是吸热还是放热；

（i i）已知初始温度为27℃，若升高环境温度至T1，活塞返回A处达稳定状态，T1的值是多大。

Answer 1

【答案】(1) ， 放热 (2) 327℃

【解析】（i）设活塞静止在A处时，气体压强为p1．对活塞受力分析，由平衡条件可得
p1S=P0S+mg
物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强为p2，对封闭气体由理想气体状态方程可得
p2Sh=p1S2h
联立解得p2=2p0+
理想气体温度不变，则内能不变，压缩气体，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体向外放热。
（ii）环境温度升高，气缸中气体体积增大，此过程中始末状态压强相等，由盖吕萨克定律可得，由于T0=27℃=300K，V1=2V0
代入数据解得T1=600K=327℃；