题目内容
【题目】如图所示，由导热材料制成的一个长为L0、横截面积为S的汽缸和质量为m0的活塞，将一定质量且温度为T0的理想气体封闭在汽缸内。活塞的厚度不计，活塞与汽缸壁之间的摩擦可以忽略，活塞上方存有少量质量为m的液体。将一细管插入液体，通过虹吸现象，使活塞上方液体逐渐流出，当液体全部流出的时候，活塞恰好到达汽缸的顶部。现给气体降温，使活塞回到原位置，已知大气压强为p0，求：
①初始状态气体柱的长度。
②活塞恰好回到原位置时气体的温度。
【答案】(1) 1kg (2) 3J
【解析】①因为砂子是缓慢放置，气体是等温变化，据玻意耳定律，有：p1V1＝p2V2
， 
V1＝hS， V2=
hS
解得：m砂＝1kg
②使活塞恢复到原高度的过程，气体压强不变，气体对外做功
W＝-p2△V＝-2J
根据△U＝W＋Q
解得：△U＝3J
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