题目内容
【题目】如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分成高度相等的三个部分,下边两部分封闭有理想气体P和Q,活塞A导热性能良好,活塞B绝热。两活塞均与汽缸接触良好,活塞厚度不计,忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置,初始状态温度均为T0,气缸的截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变,现对气体Q缓慢加热。求:
①当活塞A恰好到达汽缸上端卡口时,气体Q的温度T1;
②活塞A恰接触汽缸上端卡口后,继续给气体Q加热,当气体P体积减为原体积3/4时,气体Q的温度T2。
【答案】①②
【解析】①设P、Q初始体积均为V0,在活塞A接触卡扣之前,两部分气体均等压变化,则由盖—吕萨克定律,解得:
;
②当活塞A恰接触汽缸上端卡口后,P气体做等温变化,由玻意耳定律解得
;
此时Q气体的压强为;
当P气体体积变为原来一半时,Q气体的体积为,此过程对Q气体由理想气体状态方程:
,解得
;
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