Question

如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm 2 的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的

如图所示，上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置，截面积为40cm 2 的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在气缸内．在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p 0 （p 0 =1.0×10 5 Pa为大气压强），温度为300K．现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm．求：（1）活塞的质量．（2）物体A的体积．

Answer 1

设物体A的体积为△V，气体的状态参量为： T 1 =300K， p 1 =1．0×1 0 5 Pa ，V 1 =60×40-△V； T 2 =300K， p 2 =(1．0×1 0 5 + mg 40×1 0 -4 )Pa ，V 2 =V 1 ； T 3 =360K，p 3 =p 2 ，V 3 =64×40-△V． 气体从状态1到状态2为等容过程： p 1 T 1 = p 2 T 2 代入数据得m=4kg 气体从状态2到状态3为等压过程： V 2 T 2 = V 3 T 3 代入数据得△V=640cm 3 ． 答；（1）活塞的质量是4kg． （2）物体A的体积640cm 3 ．