Question

如圖所示的為豎直開口向上放置的氣缸，缸內(nèi)有不計(jì)所受重力的活塞封住一定量的氣體，開始?xì)怏w溫度為27℃，活塞離缸底10 厘米，氣缸總高為20厘米，且頂部開比活塞小的口，大氣壓強(qiáng)為1.0×10⁵帕．求：（1）緩慢加熱，當(dāng)溫度t1為多少時(shí)活塞剛好達(dá)頂部？
（2）當(dāng)氣體溫度升高到627℃時(shí)，氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)為多少？

Answer 1

分析：設(shè)氣缸的橫截面積為S，以開始時(shí)的狀態(tài)為初狀態(tài)，活塞剛到頂部時(shí)的狀態(tài)為狀態(tài)1，氣溫達(dá)到627°C時(shí)的狀態(tài)為狀態(tài)2，找出三種狀態(tài)下的物理量，列氣體的狀態(tài)方程即可解題．

解答：解：（1）活塞上升的過程氣體的壓強(qiáng)不變，初狀態(tài)：V₀=L₀S，T₀=273+27=300K；狀態(tài)1：V₁=LS，T₁=273+t₁，P1=P0=1.0×105Pa
由查理定律得：

V0

T0

=

V1

T1

代人數(shù)據(jù)，求得：t₁=327℃
（2）當(dāng)氣體溫度升高到627℃時(shí)，V₂=V₁，T₂=273+627=600K，P₂=？
由理想氣體的狀態(tài)方程：

P1V1

T1

=

P2V2

T2

代人數(shù)據(jù)解得：P2=1.5×105Pa
答：（1）緩慢加熱，當(dāng)溫度達(dá)到327°C時(shí)活塞剛好達(dá)頂部；（2）當(dāng)氣體溫度升高到627℃時(shí)，氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)P2=1.5×105Pa

點(diǎn)評(píng)：該題中氣體經(jīng)歷了兩個(gè)過程，要把氣體的三個(gè)狀態(tài)的物理量都找出．屬于簡單題．