题目内容
【题目】如图所示，两个截面积都为S的导热圆柱形容器，左边A容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞，右边B容器高为H，上端封闭，两容器中装有同种理想气体，由装有阀门的极细管道相连。开始时环境温度为330K，阀门关闭，A容器中活塞到容器底的距离为H，B容器中气体的压强是A容器中气体压强的2倍。现将阀门缓慢打开，同时在活塞上放一物体，要使系统稳定后活塞位置保持不变，求放置的物体的质量m。然后将环境温度缓慢降到300K，直到系统达到新的平衡，求活塞下降的高度h。(外界大气压为p0保持不变)
【答案】
，
【解析】
开始时对活塞有
p0·S+Mg=pA·S①
在温度相同的情形下，当B中气体的压强变成与A中气体相同时，体积将变成V，则
pB·SH=pA·V②
由题意可知
pB=2pA③
打开阀门后总气体在pA压强下的总体积为V与A容器的容积之和，则要使活塞位置不变，则相当于将气体等温压缩，设压缩后气体的压强应变成p，则有
pA·（V+SH）=2p·SH④
此时对放在活塞上和物体和活塞整体有
p0·S+（m+M）g=p·S④
联解①②③④得
⑤
环境温度缓慢下降的过程气体等压变化，则有
⑥
代入数据解得
⑦
练习册系列答案
相关题目
