【題目】如圖,一固定的豎直氣缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞,已知大活塞的質量為,橫截面積為,小活塞的質量為,橫截面積為;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為,氣缸為大氣壓強為,溫度為,初始時大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體的溫度為,現(xiàn)氣缸內氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移,忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦,重力加速度,求:

1在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內封閉氣體的溫度;

2缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時,缸內封閉氣體的壓強。

答案1;2

【解析】

試題分析:1設初始時氣體體積為,在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,缸內封閉氣體的體積為,溫度為,由題給條件得,,在活塞緩慢下移的過程中,用表示缸內氣體的壓強,由力的平衡條件得,故缸內氣體的壓強不變由蓋-呂薩克定律有,聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得

2在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,被封閉氣體的壓強為,在此后與汽缸外大氣達到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變,設達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為,由查理定律,,

聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得

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