Question

【題目】如圖所示，導(dǎo)熱良好，內(nèi)壁光滑長度為4L、橫截面積為S的汽缸A、B，A水平、B豎直固定，之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連，整個裝置置于溫度27℃、大氣壓為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計．原長3L、勁度系數(shù)的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點．開始活塞D距汽缸B的底部3L．后在D上放一質(zhì)量為的物體．求：

（1）穩(wěn)定后活塞D下降的距離；

（2）改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置，則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/span>

Answer 1

【答案】（1）；（2）3770C

【解析】

試題分析：（1）開始時被封閉氣體的壓強為P1=P0，活塞C距氣缸A的底部為l，被封氣體的體積為4lS，重物放在活塞D上穩(wěn)定后，被封氣體的壓強為：;活塞C將彈簧向左壓縮了距離l1，則活塞C受力平衡，有：

根據(jù)玻意耳定律，得：P04lS＝P2xS

解得： ,

活塞D下降的距離為：△l＝4lx+l1＝l

（2）升高溫度過程中，氣體做等壓變化，活塞C的位置不動，最終被封氣體的體積為（4l+l1）S，對最初和最終狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得

解得：t2＝377℃