[题目]如图所示.直立的气缸中有一定质量的理想气体.活塞的质量为m.横截面积为S.气缸内壁光滑且缸壁导热良好.周围环境温度保持不变.开始时活塞恰好静止在A处.现轻放一物体在活塞上.活塞下移.经过足够长时间后.活塞系统停在B点.已知AB=h.B处到气缸底部的距离为h.大气压强为p0.重力加速度为g.求:(i)物体将活塞压至B处平衡时.缸内气体� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，直立的气缸中有一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，气缸内壁光滑且缸壁导热良好，周围环境温度保持不变。开始时活塞恰好静止在A处，现轻放一物体在活塞上，活塞下移。经过足够长时间后，活塞系统停在B点，已知AB=h，B处到气缸底部的距离为h，大气压强为p0，重力加速度为g。求：

（i)物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强p2；整个过程中，缸内气体是吸热还是放热，简要说明理由；

（i)已知初始温度为27℃，若升高环境温度至T1，活塞返回A处达稳定状态，T1的值是多大。

【答案】(1) 理想气体温度不变，则内能不变，压缩气体，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体向外放热 (2) 327℃

【解析】解：（i)设活塞静止在A处时，气体压强为p1。对活塞受力分析

由平衡条件可得p1S=P0S+mg

物体将活塞压至B处平衡时，缸内气体的压强为p2，对封闭气体由理想气体状态方程可得

p2Sh=p1S·2h

联立解得p2=2p0+

理想气体温度不变，则内能不变，压缩气体，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体向外放热；

（ii)环境温度升高，气缸中气体体积增大，此过程中始末状态压强相等

由盖·吕萨克定律可得，

由于T0=27℃=300K，V1=2 V0

代入数据解得T1=600K=327℃

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