题目内容
【题目】如图所示，长为2a=20cm、底面积S=10
的薄壁气缸放在水平面上，气缸内有一厚度不计的活塞，活塞与墙壁之间连接一个劲度系数k=250N/m的轻弹簧，气缸与活塞的质量相等，均为m=5kg。当气缸内气体（可视为理想气体）的温度为
=27℃，压强为
，重力加速度
，气缸与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，气缸与水平面间的最大静摩擦等于滑动摩擦力，气缸内壁光滑，气缸和活塞气密性良好，现用电热丝对气缸内的气体缓慢加热，求：
(1)气缸恰好开始滑动时，气缸内气体的温度；
(2)活塞恰好滑到气缸最右端（未脱离气缸）时，气缸内气体的温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】（i）当气缸恰好开始滑动时，对气缸有
设在此过程中活塞向右移动了
，对活塞由
解得
由理想气体状态方程有
，其中
解得
，代入数据解得
（ii）缓慢加热，气缸处于平衡状态
气缸滑动过程中，对气缸有
因为气体压强
，故气体做等压变化，活塞向右移动距离后不再移动
由理想气体状态方程
解得
代入数据解得
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