题目内容
【题目】如图，圆柱形气缸开口向上静置于水平地面上，其内部的横截面积S =10 cm2，开口处两侧有厚度不计的挡板，挡板距底部高H = 18 cm。缸内有一可自由移动、质量不计、厚度不计的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在挡板处，且与挡板之间无挤压，缸内气体温度为t1 = 27 ℃。将一定质量为m的小物块放在活塞中央，稳定时活塞到缸底的距离h = 12 cm（忽略该过程中气体的温度变化）。对气缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升，最终缸内气体的温度上升到t2 = 627 ℃。已知大气压
，重力加速度取为
，汽缸与活塞均为绝热材料制成。试求：
（1）小物块的质量m；
（2）最终稳定时气体的压强p。
【答案】（1）m=5 kg；（2）p= 3.0×105 Pa
【解析】
（1）开始缸内气体的压强为：p0 = 1.0×105 Pa；体积V0=HS=18S；活塞上加上物块后，气体的压强:
；气体的体积：V1=hS=12S
由
带入数据解得m=5kg；
（2）开始时气体的压强
当活塞上升到挡板处时，则满足：
解得T2=450K
当温度到t2 = 627 ℃时，活塞在挡板处；则由：
，即
解得p= 3.0×105 Pa
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