题目内容
【题目】绝热气缸内封闭着一定质量的理想气体，一厚度不计的绝热活塞把气体分成体积相等的M、N两部分．气缸内壁光滑，绝热活塞可在气缸内自由滑动。已知两部分气体的初始温度均为T0，M内气体的初始压强为p0，重力加速度为g，绝热活塞的横截面积为S，质量为m=
．现把M、N两部分倒置，问：
（1）倒置前N内气体压强大小为多少？
（2）倒置后如图（b），通过电热丝加热M内的气体一段时间，若仍要使两部分气体体积相等，则M内气体的温度需达到多少？
【答案】（1）p1=3p0；（2）T1=5T0
【解析】
(1)倒置前N内气体压强大小为p1，对活塞受力分析，由衡条件可得
p0S+mg=p1S
解得
p1=3p0
(2)MN两部分倒置后，对N内气体，根据热力学第一定律
由于N气体体积不变，W=0；由于绝热，Q=0，故N内气体内能增加量
，倒置后N内气体温度不变。
倒置前后，N内气体体积和温度不变，由理想气体状态方程可知，倒置后N内气体压强也不变
p2=p1=3p0
设倒置后M内气体的压强为p3、温度为T1。对活塞受力分析，由平衡条件可得
p2S+mg=p3S
解得
p3=5p0
倒置加热后M内气体体积不变。由查理定律得
解得
T1=5T0
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