Question

【题目】如图，固定在水平面上的竖直薄壁气缸高H=0.50m，横截面积S=0.040m2，厚度不计的轻活塞封闭了一定质量的理想气体。当缸内温度为t=27℃、压强等于大气压P0时，气柱高度h=0.4 m。不计活塞与气缸的摩擦，已知大气压p0=1.0×105Pa。

（1）如果缸内温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸上端口，求此时竖直拉力F的大小；

（2）如果缸内气体温度缓慢升高，使活塞移至气缸上端口，求此时气体温度为多少摄氏度。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

根据“活塞缓慢上升，温度缓慢升高”可知，本题考查理想气体的等压变化和等温变化，根据理想气体状态方程，以及平衡条件得气体的压强，列式计算.

(1)对缸内气体，由波意耳定律得：

当活塞位于气缸上端口时，受力平衡：

联立解得：

(2)对缸内气体，由盖吕萨克定律得：

式中：，

联立解得：