Question

【题目】如图所示，固定在水平面上的汽缸长L=1m，汽缸中有横截面积S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当缸内气体温度T0=300K大气压强p0=1×105Pa时，活塞在汽缸右端开口处，现用外力把活塞从汽缸右端缓慢向左推至气柱长度l=80cm，汽缸和活塞的厚度均可忽略不计，缸内气体温度不变。

（1）求活塞静止在气柱长度l=80cm时外力的大小F；

（2）如果不用外力而缓慢降低缸内气体的温度，使活塞从汽缸右端开口处移至气柱长度l=80cm处，求此时缸内气体的温度T。

Answer 1

【答案】（1）250N（2）240K

【解析】

（1）封闭气体等温变化，根据玻意耳定律和平衡条件列式求解；（2）封闭气体等压变化，根据盖吕萨克定律列式求解；

（1）在此过程中，缸内气体发生等温变化，根据玻意耳定律有：

由活塞受力平衡条件有：

解得：F=250N

（2）在此过程中，缸内气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有：

解得：T=240K