Question

【题目】如图所示，长为2a=20cm、底面积S=10的薄壁气缸放在水平面上，气缸内有一厚度不计的活塞，活塞与墙壁之间连接一个劲度系数k=250N/m的轻弹簧，气缸与活塞的质量相等，均为m=5kg。当气缸内气体（可视为理想气体）的温度为=27℃，压强为，重力加速度，气缸与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，气缸与水平面间的最大静摩擦等于滑动摩擦力，气缸内壁光滑，气缸和活塞气密性良好，现用电热丝对气缸内的气体缓慢加热，求：

(1)气缸恰好开始滑动时，气缸内气体的温度；

(2)活塞恰好滑到气缸最右端（未脱离气缸）时，气缸内气体的温度。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】（i）当气缸恰好开始滑动时，对气缸有

设在此过程中活塞向右移动了，对活塞由

解得

由理想气体状态方程有，其中

解得，代入数据解得

（ii）缓慢加热，气缸处于平衡状态

气缸滑动过程中，对气缸有

因为气体压强，故气体做等压变化，活塞向右移动距离后不再移动

由理想气体状态方程

解得

代入数据解得