Question

【题目】如图所示，开中向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成I、II两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，I、II两部分气体的长度均为l0 ， 温度均为T0.设外界大气压强p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=p0S，环境温度保持不变。求：

（1）在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度；
（2）现只对II气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，此时II气体的温度。

Answer 1

【答案】
（1）

解：初状态，Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

添加铁砂后，Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

根据波意耳定律，Ⅱ气体等温变化：

B活塞下降的高度

解得：

答：活塞B下降的高度为

（2）

解：Ⅰ气体等温变化：

只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度

等压变化：

解得：

答：此时II气体的温度为

【解析】本题考查理想气体状态方程．；对活塞受力分析利用平衡知识求出封闭气体的压强，然后判断气体做何种变化（等温、等压、等容），选择合适的气体实验定律或理想气体状态方程列式求解．