Question

【题目】如图所示，上端开口的光滑圆形气缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量气体封闭在气缸内。在汽缸内距缸底60cm处设有卡环ab，使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上，缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105Pa，温度为300K。现缓慢加热气缸内气体，当温度缓缓升高到330K，活塞恰好离开ab，g取l0m/s2。求：

(1)活塞的质量；

(2)当温度缓慢升高到363K时，活塞向上移动过程中气体对外界做的功是多少？

Answer 1

【答案】(1)4kg；(2)26.4J

【解析】

(1)气体的状态参量为：T1=300K，p1=1.0×105Pa

T2=330K，

物体做等容变化，则有

代入数据得

m=4kg

p2=1.1×105Pa

(2)活塞恰好离开ab时：T2=300K，V2=0.6S，T3=363K，V3=h3S
因为

有

得

h3=66cm

则

W=p2S（h3-h2）=1.1×105×40×10-4×（0.66-0.6）=26.4J