Question

【題目】如圖所示，一個內壁光滑、導熱性能良好的氣缸放在水平桌面上，開口向上。質量與厚度均不計、導熱性能良好、橫截面積為S=2.0×10-3m2的活塞，把一定質量的理想氣體封閉在氣缸內。氣缸所處環(huán)境的溫度為0℃時，活塞與氣缸底部之間的距離h0=22cm。現將質量為m=2.0kg的物塊放在活塞中央位置上，活塞下移到某位置后保持穩(wěn)定，后來環(huán)境溫度上升，活塞又回到了原來位置，大氣壓強p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2，絕對零度為-273℃。求：

(1)活塞下移穩(wěn)定后，氣缸內氣體的壓強；

(2)活塞下移穩(wěn)定后，活塞與氣缸底部之間的距離；

(3)活塞回到原來位置時，環(huán)境溫度升高到多少？

Answer 1

【答案】(1)；(2)20cm；(3)27.3℃

【解析】

(1)放置物塊活塞下移穩(wěn)定后，對于活塞和物塊，根據平衡條件

代入數據得

(2)由玻意耳定律可知

解得

(3)加熱活塞回到原來位置時，此時氣體的狀態(tài)為

，

設此時的溫度為，則由蓋呂薩克定律可得

即

其中，代入數據解得

，