Question

如圖所示，內(nèi)截面積為S=10^-4m²、足夠高的圓柱形氣缸開口向上豎直放置在水平面上，缸內(nèi)離底部高為h₁=0.08m處有一質(zhì)量為m=0.2kg的活塞封住一定質(zhì)量的理想氣體，氣體溫度為t₁=27°C，大氣壓強為p₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度為g=10m/s²．問：
（1）若把活塞用銷子固定住，再將氣體溫度升高到t₂=102℃，此時缸內(nèi)氣體的壓強p₂為多大？
（2）若在初始條件下，保持氣體溫度不變，把氣缸倒過來，開口向下豎直放置，此時活塞與氣缸底的距離h₂為多大？

Answer 1

分析：（1）若把活塞用銷子固定住，則封閉氣體做等容變化，找出初末狀態(tài)參量，根據(jù)查理定律列式求解即可；
（2）保持氣體溫度不變，則封閉氣體做等溫變化，找出初末狀態(tài)參量，根據(jù)玻意耳定律列式求解即可

解答：解；（1）初態(tài)：P1=P0+

mg

s

=1.2×105Pa      T₁=300K     T₂=375K
封閉氣體做等容變化，根據(jù)查理定律得：

P1

T1

=

P2

T2

代入數(shù)據(jù)求得：p₂=1.5×10⁵Pa
（2）P3=P0-

mg

s

=0.8×105Pa
封閉氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得：p₁h₁S=p₃h₂S
代入數(shù)據(jù)求得：h₂=12cm
答：（1）缸內(nèi)氣體的壓強p₂為1.5×10⁵Pa
（2）活塞與氣缸底的距離h₂為12cm．

點評：本題關(guān)鍵根據(jù)平衡條件得到封閉氣體的壓強，然后得到封閉氣體初末狀態(tài)的各個狀態(tài)參量，根據(jù)氣體實驗定律列式求解即可