Question

【題目】如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸豎直放置，氣缸的深度l=45cm，活塞與氣缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)氣體的溫度T0=300K、大氣壓強(qiáng)時(shí)，活塞與氣缸底部之間的距離 l0=30cm，活塞的橫截面積S=1.0-3m2不計(jì)活塞的質(zhì)量和厚度。現(xiàn)對(duì)氣缸加熱，使活塞緩慢上升，求：

(1)活塞剛到氣缸口處（沒漏氣）時(shí)封閉氣體的溫度T1；

(2)達(dá)到(1)狀態(tài)后，對(duì)氣缸加熱的火候不變（保證缸內(nèi)氣體溫度不變），然后向活塞上緩慢的放細(xì)砂，問放多少砂才能使活塞回到初始位置。

Answer 1

【答案】(1) (2)m=5kg

【解析】設(shè)氣缸的橫截面積為S，由題意可知，此過程為等壓膨脹

由蓋-呂薩克定律有：

解得：。

由題意可知，此過程溫度保持不變，由玻意耳定律定律有：

其中：

解得：。