Question

【题目】如图所示，马桶吸由皮吸和气缸两部分组成，皮吸的容积为1000cm3，气缸的长度为40cm，横截面积为50cm2。将皮吸放在水平地面上，此时皮吸中的气体压强等于大气压。皮吸与地面、厚度不计的活塞与气缸间密封完好，不考虑皮吸的形变，环境温度保持不变。已知大气压强p0＝1.0×105Pa。

（1）若初始活塞位于气缸顶部，当活塞缓慢下压到气缸底部时，求皮吸中气体的压强；

（2）若初始活塞位于气缸顶部，当活塞迅速下压到气缸底部时，皮吸中的气体温度由27℃升高到30℃，求皮吸中气体的压强。

Answer 1

【答案】（1）p2=3.0×105Pa；（2）p3=3.03×105Pa

【解析】

（1）以气缸和皮吸内的气体为研究对象，气体初始压强p1=p0=1.0×105Pa、体积V1=V皮吸十V气缸=3000.0cm3，气体末状态压强p2、体积V2=1000cm3，当活塞缓慢下压到气缸底部的过程中，研究对象的温度不变，由玻意耳定律

p1V1=p2V2

解得

p2=3.0×105Pa

（2）当活塞迅速下压到气缸底部的过程中，仍以气缸和皮吸内气体为研究对象，气体初始压强p1=p0=1.0×105Pa、体积V1=V皮吸十V气缸=3000cm3、温度T1=300K；气体末状态压强p3、体积V3=1000cm3、温度T3=303K，根据理想气体状态方程得：

代入数值得：

p3=3.03×105Pa