Question

【题目】如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的汽缸水平放置，一面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m的重物相连，汽缸右侧封闭且留有抽气孔。活塞右侧气体的压强为p0。活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0。将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g。求：

(1)活塞刚碰到汽缸右侧时气体的温度；

(2)当气体温度达到3T0时气体的压强。

Answer 1

【答案】(1)T3＝1.5T0；(2)p4＝2p0

【解析】

(1)设当活塞右侧气体的压强为时，左侧气体压强为，则：

右侧抽成真空时：

对左侧气体有：

解得：

加热气体，气体发生等压变化，活塞与汽缸右侧接触时，体积 ，气体的温度为

则：

解得：

；

(2)气体温度升高到3T0的过程，气体发生等容变化，则：

解得：

。