Question

【题目】如图所示，透热的汽缸内封有一定质量的理想气体，缸体质量M＝200 kg，活塞质量m＝10 kg，活塞横截面积S＝100cm2。活塞与汽缸壁无摩擦且不漏气。此时，缸内气体的温度为27 ℃，活塞位于汽缸正中，整个装置都静止。已知大气压恒为p0＝1.0×105 Pa，重力加速度为g＝10 m/s2。求：

（1）汽缸内气体的压强p1；

（2）汽缸内气体的温度升高到多少时，活塞恰好会静止在汽缸缸口AB处？此过程中汽缸内的气体是吸热还是放热？

Answer 1

【答案】(1)3.0×105 Pa　(2)327 ℃　吸热

【解析】

（1）以汽缸为研究对象，受力分析如图所示：

列平衡方程：Mg＋p0S＝p1S，

解得：

代入数据得：

（2）设缸内气体温度升到t2时，活塞恰好会静止在汽缸口。

该过程是等压变化过程，由盖—吕萨克定律得：

代入数据得t2＝327 ℃

气体体积增大，对外做功，同时温度升高内能增大，所以透热的汽缸一定从外界吸收热量。

故本题答案是：(1)3.0×105 Pa　(2)327 ℃　吸热