Question

【题目】如图甲所示，一导热气缸开口向上竖直放置，气缸深度为L，现将质量为M的倒“工”字形绝热活塞从气缸的开口处缓慢放入气缸中，活塞与气缸内壁无缝隙不漏气，最终活塞顶部横杠卡在气缸口上，如图乙所示。已知活塞下端的横截面积为S，外界环境的绝对温度恒为T0，大气压强为p0，重力加速度大小为g，不计活塞与气缸的摩擦，倒“工”字形绝热活塞高度为，求：

（1）此时刻气缸内气体的压强p1；

（2）现给气缸外部套上绝热泡沫材料(未画出)且通过电热丝缓慢加热封闭气体，欲使活塞顶部横杠恰好与气缸开口脱离，则此时缸内气体的温度T2。

Answer 1

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）气缸在未放入活塞时，缸内气体的压强等于大气压，体积

放入活塞后封闭气体的体积

根据玻意耳定律有

解得

（2）在活塞未动过程中，对封闭气体加热发生等容变化，根据查理定律有

对活塞，设活塞上端横杆刚开始离开气缸时气缸中气压为p2，则有

联立解得