Question

如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S．活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p（mg＜ps）．汽缸内气体的温度T，轻绳处在伸直状态．不计摩擦．缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：

（1）重物刚离地时气缸内的温度T₁；
（2）气体体积减半时的温度T₂；
（3）在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程．并标注相关点的坐标值．

Answer 1

【答案】分析：（1）物体刚离地时，缸内气压强为，此时刚内气体为等容变化
（2）从重物离地到气体体积减半，封闭气体做等压变化
（3）有计算值，画出图象即可
解答：解：（1）对于封闭气体，P₁=P，，重物刚离地过程等容过程：

  整理得：
（2）从重物离地到气体体积减半，封闭气体做等压变化：

整理得：
（3）图线如下：

答：（1）重物刚离地时气缸内的温度为T
（2）气体体积减半时的温度为T
（3）图象为
点评：认清气体的变化过程中的不变量，选择合适的物理方程解决问题，作图有难度