题目内容
【题目】如图所示，导热性能良好的气缸开口向上，竖直放置在水平面上，气缸高度为h，缸内活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸内壁间无摩擦且密闭性好，静止时活塞离缸底的距离为
，大气压强为
，环境温度为
（为热力学温度），重力加速度为g，活塞的截面积为S，不计活塞和缸体的厚度。
(1)将气缸在竖直面内缓慢转动180°，气缸开口向下，活塞刚好到达气缸口，求活塞的质量m；
(2)继续将气缸在竖直面内缓慢转动90°，使气缸开口水平，然后再缓慢升高环境温度，使活塞刚好也移动到气缸口，求在温度升高的过程中活塞移动的距离
和环境温度升高的数值
。
【答案】(1)
(2)
【解析】
(1)设活塞的质量为m，开始时，缸内气体的压强为
开口向下后，缸内气体的压强为
气体发生的是等温变化
求得：
(2)气缸转过90°开口水平时，设缸内气柱长度为h'，缸内气体压强为
此过程中，气体发生的仍是等温变化，
求得
则温度升高的过程中，活塞移动的距离为
缓慢升高环境温度，使活塞刚好也移到气缸口，此时缸内气柱长度为h。
此过程中，气体发生等压变化
求得
上述过程环境温度升高了
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