Question

【题目】如图所示，上端开口的光滑圆形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内。在气缸内距缸底60cm处设有卡环ab，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上，缸内气体的压强等于大气压强为p0=1.0×105Pa，温度为300K。现缓慢加热气缸内气体，当温度缓慢升高为330K，活塞恰好离开ab，当温度缓慢升高到363K时，求：（g取10m/s2）

(1)活塞的质量；

(2)整个过程中气体对外界做的功。

Answer 1

【答案】(1)m=4kg (2)W=26.4J

【解析】【试题分析】先写出已知条件，根据等容变化的公式和对活塞受力平衡可以求活塞的质量；活塞克服重力和外面的大气压做功，利用功的计算公式即可求解．

(1)气体的状态参量为：T1=300K，p1=1.0×105Pa,T2=330K，

物体做等容变化，则有：

代入数据得：m=4kg

(2)活塞恰好离开ab时：T2=300K，V2=0.6S

T3=363K，V3=h3S

因为

有，

得：h3=66cm

则W=p2S(h3-h2)=1.1×105×40×10﹣4×(0.66-0.6)J=26.4J