题目内容

【题目】一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒联接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，L= 0．5m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA=40 cm2，SB=20 cm2，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）是压强为P0=1．0×105Pa的大气。当气缸内气体温度为T1=525 K时两活塞静止于如图所示的位置。

（1）现使气缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？

（2）若在此变化过程中气体共向外放热500J，求气体的内能变化了多少？

【答案】（1）300K；

（2）减少200J

【解析】

试题分析：①对活塞受力分析，活塞向右缓慢移动过程中，气体发生等压变化

由盖·吕萨克定律有

代人数值，得T2=300 K时活塞A恰好移到两筒连接处

②活塞向右移动过程中，外界对气体做功

W=P0·3L（SA－SB）=1×105×3×0．5×（4×10-3－2×10-3）J=300J

由热力学第一定律得△U=W+Q=300－500J=-200J

即气体的内能减少200J

练习册系列答案
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B．小球与弹簧组成的系统机械能守恒

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