Question

如圖所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M＝200kg，活塞質(zhì)量m＝10kg，活塞面積S＝100cm²。活塞與氣缸壁無(wú)摩擦且不漏氣。此時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度為27°C，活塞正位于氣缸正中，整個(gè)裝置都靜止。已知大氣壓恒為p₀＝1.0×10⁵P_a，重力加速度為g＝10m/s²。求：

(a)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p₁；
(b)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少°C時(shí)，活塞恰好會(huì)靜止在氣缸缸口 AB處？

Answer 1

（a）（b）327℃

（a）以氣缸為對(duì)象（不包括活塞）列氣缸受力平衡方程：
                                （3分）
解之得：                                        （1分）
（b）當(dāng)活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為，壓強(qiáng)為
此時(shí)仍有，即缸內(nèi)氣體為等壓變化。
對(duì)這一過(guò)程研究缸內(nèi)氣體，由狀態(tài)方程得：
                          （3分）
所以                                         （1分）
故                ℃＝327℃                  （1分）