Question

【題目】如圖所示，容器A和汽缸B都能導(dǎo)熱，A放置在127 ℃的恒溫槽中，B處于27 ℃的環(huán)境中，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105 Pa，開(kāi)始時(shí)閥門(mén)K關(guān)閉，A內(nèi)為真空，其容積VA＝2.4 L，B內(nèi)活塞橫截面積S＝100 cm2，質(zhì)量m＝1 kg，活塞下方充有理想氣體，其體積VB＝4.8 L，活塞上方與大氣連通，A與B間連通細(xì)管體積不計(jì)，打開(kāi)閥門(mén)K后活塞緩慢下移至某一位置(未觸及汽缸底部)。g取10 m/s2。試求：

(1)穩(wěn)定后容器A內(nèi)氣體壓強(qiáng)；

(2)穩(wěn)定后汽缸B內(nèi)氣體的體積；

(3)活塞下移過(guò)程中，汽缸B內(nèi)氣體對(duì)活塞做的功。(不計(jì)摩擦)

Answer 1

【答案】(1)1.01×105 Pa　(2)3.0 L (3)－181.8 J

【解析】

①穩(wěn)定后，以活塞為研究對(duì)象，受力平衡：
得：，A與B連通，壓強(qiáng)相等，；

②連通后，部分氣體從B流入A，這部分氣體末狀態(tài)：，
初狀態(tài)：，
根據(jù)蓋-呂薩克定律，有：，
代入數(shù)據(jù)得到：
得：
即它在容器B中時(shí)，
則B中剩余的氣體體積；

③活塞下移距離為

氣體對(duì)活塞的作用力為

則做功為：。