题目内容
【题目】如图，圆柱形气缸开口向上静置于水平地面上，其内部的横截面积S =10 cm2，开口处两侧有厚度不计的挡板，挡板距底部高H = 18 cm。缸内有一可自由移动、质量不计、厚度不计的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在挡板处，且与挡板之间无挤压，缸内气体温度为t1 = 27 ℃。将一定质量为m的小物块放在活塞中央，稳定时活塞到缸底的距离h = 12 cm（忽略该过程中气体的温度变化）。对气缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升，最终缸内气体的温度上升到t2 = 327 ℃。已知大气压
，重力加速度取为
，汽缸与活塞均为绝热材料制成。试求：
（1）小物块的质量m；
（2）最终稳定时气体的压强p。
【答案】（1）5kg；（2）2.0×105Pa
【解析】
（1）初始状态，体积V1=HS，温度T1=273+t1=300K，压强P1=P0；
小物块放在活塞上后，体积V2=hS，温度T2=T1；压强
P2=P0+
，
根据玻意耳定律：
带入数据解得：
m=5kg
（2）假设活塞最终稳定时在挡板处，则V3=V1，T3=273+t2=600K，根据查理定律：
带入数据解得：P=2.0×105Pa
P2=P0+=1.5×105Pa
则P>P2，活塞最终稳定时在挡板处，P=2.0×105Pa
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