Question

【题目】如图所示，面积S=100cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的汽缸B内，汽缸开口向上竖直放置，高度足够大．在活塞上放一重物，质量为m=20kg，静止时活塞到缸底的距离为L1=20cm，摩擦不计，大气压强为P0=1.0×105Pa，温度为27℃，g取10m/s2 ．

（1）若保持温度不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；
（2）若加热汽缸B，使封闭气体温度升高到177℃，求活塞A移动的距离．

Answer 1

【答案】
（1）

解：以封闭气体为研究对象，

初态压强：p1=p0+ =1.0×105+ =1.2×105Pa，

初状态体积：V1=L1S=20S，末状态压强：p2=p0=1.0×105Pa

气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1V1=p2V2，

即：1.2×105×20S=1×105×L2S，

解得：L2=24cm，

活塞移动距离：d=L2﹣L1=4cm

（2）

解：加热气缸，气体做等压变化，由查理定律得：

= ，

即： = ，

解得：L3=30cm，

活塞移动距离：d′=L3﹣L1=30﹣20=10cm

【解析】（1）气体发生等温变化，由玻意耳定律可以求出气体体积，然后求出活塞移动的距离．（2）气体发生等压变化，应用查理定律分析答题．