Question

【题目】如图所示，导热性能良好的气缸开口向上，用轻质活塞封闭有一定质量体积为的气体，外界大气压强为P0，环境温度为T0，轻质活塞横截面积为S，与气缸之间的摩擦不计。现在活塞上面放一质量为m的物块，活塞缓慢下移，并最终静止在某一位置。重力加速度为g。求：

（1）活塞静止时，离气缸底端的距离是多少？

（2）如果拿掉物块，要保持活塞位置不变，环境温度需要改变到多少？气缸吸热还是放热？

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

根据平衡条件求出放上活塞后封闭气体的压强，根据玻意耳定律即可求出活塞静止时离汽缸底部的距离；拿掉物块后，缸内气体发生等容变化，由查理定律求解出环境温度，根据热力学第一定律判断吸放热情况。

（1）放上物块并稳定后，由平衡条件得：

达到稳定过程，根据玻意耳定律得：

解得：

（2）拿掉物块后的稳定过程，根据查理定律得：

解得：

由于T<T0，环境需要降温，降低的温度为