Question

17．如图所示是一个右端开口的圆筒形气缸，活塞可以在气缸内自由滑动．活塞将一定量的理想气体封闭在气缸内，此时气体的温度为27℃．若给气缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从MN缓慢地移到M′N′．已知大气压强P₀=1×10⁵Pa．求：
（1）当活塞到达M′N′后气体的温度．
（2）把活塞锁定在M′N′位置上，让气体的温度缓慢地变回到27℃，此时
气体的压强是多少？画出在此过程中气体压强P随温度T变化的图象．

Answer 1

分析 （1）由盖吕萨克定律可以求出气体的温度；
（2）由查理定律可以求出气体的压强，然后作出图象．

解答 解：（1）在活塞移动过程中，气体压强不变，是等压变化，
T₁=273+27=300K，V₁=LS，V₂=2LS，
由盖吕萨克定律得：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，即：$\frac{LS}{300}$=$\frac{2LS}{{T}_{2}}$，
解得：T₂=600K；
（2）气体体积不变，气体发生等容变化，
p₂=p₀=1×10⁵Pa，T₂=600K，T₃=273+27=300K，
由查理定律得：$\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{p}_{3}}{{T}_{3}}$，即：$\frac{1×1{0}^{5}}{600}$=$\frac{{p}_{3}}{300}$，
解得：p₃=5×10⁴Pa，
气体压强P随温度T变化的图象如图所示：

答：（1）当活塞到达M′N′后气体的温度为600K；
（2）气体的压强是5×10⁴Pa，图象如图所示．

点评 本题考查了求气体的温度、气体压强，首先确定气体的状态变化过程，应用盖吕萨克定律与查理定律即可正确解题，求出气体的状态参量是正确解题的关键．