Question

如图甲所示，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与

如图甲所示，一气缸竖直倒放，气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，在27℃时气体处于平衡状态．已知活塞重为10N，活塞的面积S=100cm 2 ，大气压强P 0 =1×10 5 Pa．现让气缸壁与水平面成60°，并保持气体体积不变，在达到平衡时：（1）此时气体的压强为多大？（2）此时气体的温度变化了几度？

Answer 1

（1）甲图：对活塞，由平衡条件得      P 1 S+mg=P 0 S， 得P 1 =P 0 - mg S =1×10 5 Pa- 10 100×1 0 -4 Pa=99×10 3 Pa     乙图：对活塞，由平衡条件得    P 2 S+mgsin60°=P 0 S， 得P 2 =P 0 - mg S sin60°=1×10 5 Pa- 10× 3 2 100×1 0 -4 Pa=99.13×10 3  Pa=9.913×10 4 Pa （2）初态：T 1 =（273+27）K=300K， 根据查理定律得     P 1 T 1 = P 2 T 2 则得 T 2 = P 2 P 1 T 1 代入解得，T 2 =300.39K 所以气体的温度升高了0.39度． 答： （1）此时气体的压强为9.913×10 4 Pa． （2）此时气体的温度升高了0.39度．