题目内容
【题目】如图所示，一端封闭一端开口粗细均匀的绝热玻璃管的横截面积为10 cm2，管内有两个重力不计的活塞，导热活塞甲封闭了长30 cm的气柱A，绝热活塞乙用一根劲度系数k＝102 N/m 、原长为15 cm的轻质弹簧和管底相连，气柱B长15 cm，气体的初始温度为27 ℃.现在甲活塞上放一个2 kg的砝码，待活塞稳定后再加热气体B，当气体B的温度升高多少时，活塞甲可返回原处？(大气压p0＝105 Pa，摩擦不计，g取10 m/s2 )
【答案】当气体B的温度升高
时活塞甲可返回原处
【解析】
试题首先对A部分气体分析，初状态
，
，
末状态，
，
A部分气体温度没变，由玻意耳定律方程
∴
，即A部分气柱长度为25cm．
若使活塞甲返回原处，B部分气体末状态时体积
，气柱长为20cm，此时弹簧要伸长5cm，对活塞乙列平衡方程
∴
对B部分气体状态初状态
，
，
末状态
，
，由理想气体状态方程
∴
∴
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