Question

【题目】如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度 T1=300K、大气压强时，活塞与气缸底部之间的距离，已知活塞面积为50cm2，不计活塞的质量和厚度。现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升，当温度上升至时，求：

(1)封闭气体此时的压强

(2)该过程中气体对外做的功

Answer 1

【答案】(1)1.5×105Pa；(2)30J

【解析】

(1)对活塞进行受力分析pS=p0S，得

p=p0=1.0×105Pa

设活塞上升到卡球处时气体温度为T，体积为lS；初状态体积l0S，温度为T1

则

得

T=360K<T2=540K

气体还将进行等容变化，初状态压强为p0，温度为T，末状态压强为，温度为T2，则

，得

p2=1.5×105Pa

(2)该封闭气体仅在等压膨胀过程中对外做功，则

W=FS=p0S(l-l0)=30J