Question

【题目】如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成I、II两部分，初状态整个装置静止不动处于平衡，I、II两部分气体的长度 均为，温度为，设外界大气压强为保持不变，活塞横截面积为S，且，环境温度保持不变，求：

①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度；

②现只对II气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，此时II气体的温度；

Answer 1

【答案】①②

【解析】试题①初状态Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

添加铁砂后Ⅰ气体压强

Ⅱ气体压强

根据玻意耳定律，Ⅱ气体等温变化，P2l0S=P2′l2S

可得：，B活塞下降的高度h2=l0-l2=0．4l0

②Ⅰ气体等温变化，P1l0S＝P1′l1S

可得：l1=0．5l0

只对Ⅱ气体加热，I气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度l2″=2l0-0．5l0=1．5l0

根据气体理想气体状态方程：

得：T2=2．5T0