Question

【题目】如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置。横截面积、质量与厚度均不计的活塞，可以在气缸内自由滑动，括塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，开始时话塞与气缸底部之间的距离为L= 40cm。气体的初始温度为T=600K，压强为，已知环境温度，大气压强。由于缸内气体缓慢散热，最终气体的温度达到与环境温度相同。求：(不计活塞与缸壁之间的摩擦)

(i)活塞与气缸底部之间的最短距离；

(ii)请写出气体状态变化的过程，并在下面p-V坐标系中画出气体状态变化过程的图线。

Answer 1

【答案】(i) 30 cm (ii)

【解析】(i)当气体的温度最低时，根据根据理想气体的状态方程即可求解最短距离；（2）明确气体经历什么变化，根据气体的变化情况画出p-V图象。

(i)当气体的温度最低时，活塞与气缸底部之间的距离最短为

根据理想气体的状态方程：

得：

(ii)气体首先经历等容变化，当压强变为后，气体开始做等压变化。p-V图象如图所示。