Question

【题目】在水平面有一个导热气缸，如图甲所示，活塞与气缸之间密封了一定质量的理想气体，不计活塞与气缸间的摩擦。最初密封气体的温度为23，气柱长10cm；给气体加热后，气柱长变为12cm。已知气缸内截面积为0.001m2，大气压P0=1.0105 Pa，g取10m/s2。

（1）求加热后气体的温度；

（2）若保持加热后气体温度不变，将气缸直立后（如图乙所示）气柱长度变为8cm，求活塞质量。

Answer 1

【答案】（1）355.2K；（2）5kg

【解析】

（1）加热过程气体做等压变化：

=

加热后气体的温度

T2=T1=(273+23)K=355.2K

（2）将气缸直立后，气体等温变化：

P2V2=P3V3

其中P2=P0，P3S=P0S+mg，V2=1210-20.001m2，V3=810-20.001m2

代入数据解得：活塞质量：

m=5kg