Question

如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞面积S＝100cm

如图所示，透热的气缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200kg，活塞质量m＝10kg，活塞面积S＝100cm 2 。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27°C，活塞正位于气缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p 0 ＝1.0×10 5 P a ，重力加速度为g＝10m/s 2 。求： (a)缸内气体的压强p 1 ；(b)缸内气体的温度升高到多少°C时，活塞恰好会静止在气缸缸口 AB处？

Answer 1

（a） （b）327℃

（a）以气缸为对象（不包括活塞）列气缸受力平衡方程：                                 （3分） 解之得：                                         （1分） （b）当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时，缸内气体温度为 ，压强为 此时仍有 ，即缸内气体为等压变化。 对这一过程研究缸内气体，由状态方程得：                           （3分） 所以                                          （1分） 故                 ℃＝327℃                  （1分）