Question

【题目】如图所示，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,通过活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体Q封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底H处设有A、B卡座,使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在A、B上，缸内气体的压强为p0,温度为T1。现缓慢加热汽缸内气体,当温度为T2时,活塞恰好离开A、B；当温度为T3时,活塞上升了h（图中未画出）．已知活塞橫截面积为S,活塞与汽缸壁间光滑且气密性良好，外界

大气压强始终为p0．求:

(i)活塞的重力G；

(ii)固体Q的体积V．

Answer 1

【答案】(i) G＝ (ii) V＝

【解析】

(i)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重力；

(ii)由等压变化公式可以求出物体Q的体积。

(i) 以密闭气体为研究对象，

状态1：压强为p1=p0，温度为T1，体积为V2=SH-V，

状态2：压强为p2=p0+，温度为T2，体积为V2=V1=SH-V，

密闭气体发生等容变化，由查理定律得

解得：；

(ii) 状态3：压强为p3=p2=，温度为T3，体积为V3=S（H+h）-V，

由状态2到状态3，密闭气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：

解得： 。