Question

【題目】如圖所示導(dǎo)熱汽缸固定在水平地面上，用質(zhì)量為M的光滑的活塞Q封閉了一定質(zhì)量熱力學(xué)溫度為T1的理想氣體。一不可伸長的細(xì)繩繞過定滑輪，一端拴住活塞，另一端栓著質(zhì)量為m的重物。已知大氣壓強(qiáng)為P0，活塞的位置離底部距離為H,活塞的截面積為S。最初整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，(滑輪質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦和空氣阻力均不計)求：

(1)剪斷細(xì)繩當(dāng)系統(tǒng)再次穩(wěn)定時,活塞的位置離底部的距離h；

(2)再次穩(wěn)定后，對汽缸加熱，使活塞再次回到最初的位置，此時氣體的溫度T2。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)初態(tài)穩(wěn)定時活塞處于平衡狀態(tài)由受力平衡得:

解得:

剪斷再次穩(wěn)定后活塞處于平衡狀態(tài)由受力平衡得:

從第一個穩(wěn)定狀態(tài)到第二個穩(wěn)定狀態(tài)經(jīng)歷了等溫過程由玻意耳定律:

可得:

計算得:

(2)從第一個穩(wěn)定狀態(tài)到第三個穩(wěn)定狀態(tài)經(jīng)歷了等容過程由查理定律:

可得:

計算得: