Question

内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27 ℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10-3 m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为0.5 kg的沙子，封闭气体的体积变为V1；然后将气缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为-23 ℃。已知活塞面积为2.0×10-4 m2，大气压强为1.0×105 Pa，g取10 m/s2，求：

  (i)气体体积V1．

  (ii)气缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字)。

Answer 1

 (ⅰ)气缸在水槽中，往活塞上方缓缓倒沙子过程中，气体发生等温变化

Pa        ①　　　2分

根据玻意耳定律有　　　P0V0=P1V1                 ②　　　2分

解得：        V1=1.6×10-3m3                  ③　　　1分

（ⅱ）移除水槽后，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得：

                         ④　　　　　　　2分

解得：       V2=1.3×10-3m3                      ⑤　　　　　　　2分