Question

（8分）如圖，在大氣中有一水平放置的固定圓筒，它由a、b和c三個(gè)粗細(xì)不同的部分連接而成，各部分的橫截面積分別為2S、S和S。已知大氣壓強(qiáng)為p₀，溫度為T₀.兩活塞A和B用一根長(zhǎng)為4l的不可伸長(zhǎng)的輕線相連，把溫度為T₀的空氣密封在兩活塞之間，此時(shí)兩活塞的位置如圖所示�，F(xiàn)對(duì)被密封的氣體加熱，使其溫度緩慢上升到T。若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略，此時(shí)兩活塞之間氣體的壓強(qiáng)可能為多少？

Answer 1

設(shè)加熱前，被密封氣體的壓強(qiáng)為p₁，輕線的張力為f，根據(jù)平衡條件有：
對(duì)活塞A：
對(duì)活塞B：
解得：p₁＝p₀
f＝0
即被密封氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等，輕線處在拉直的松弛狀態(tài)，這時(shí)氣體的體積為：          
對(duì)氣體加熱時(shí)，被密封氣體溫度緩慢升高，兩活塞一起向左緩慢移動(dòng)，氣體體積增大，壓強(qiáng)保持p₁不變，若持續(xù)加熱，此過程會(huì)一直持續(xù)到活塞向左移動(dòng)的距離等于l為止，這時(shí)氣體的體積為：

根據(jù)蓋·呂薩克定律得：
解得：
由此可知，當(dāng)T≤時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為：p₂＝p₀
當(dāng)T＞T₂時(shí)，活塞已無法移動(dòng)，被密封氣體的體積保持V₂不變，由查理定律得：

解得：
即當(dāng)T＞時(shí)，氣體的壓強(qiáng)為