Question

如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞面积S＝100cm²。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p₀＝1.0×10⁵P_a，重力加速度为g＝10m/s²。求：

(a)缸内气体的压强p₁；
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时，活塞恰好会静止在气缸缸口 AB处？

Answer 1

（a）（b）327℃

（a）以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程：
                                （3分）
解之得：                                        （1分）
（b）当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为，压强为
此时仍有，即缸内气体为等压变化。
对这一过程研究缸内气体，由状态方程得：
                          （3分）
所以                                         （1分）
故                ℃＝327℃                  （1分）