Question

15．如圖所示，冷藏室里桌面上一根豎直的彈簧支持著一倒立氣缸的活塞，使氣缸懸空而靜止，氣缸內(nèi)壁光滑且導(dǎo)熱性能良好．開始時(shí)冷藏室溫度為27℃，氣缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)；在室內(nèi)氣壓不變情況下緩慢降溫，穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)氣柱縮短了$\frac{L}{5}$，則：
①氣缸內(nèi)氣體作的是等溫、等壓還是等容變化？
②現(xiàn)在的室溫為多少？

Answer 1

分析 （1）以氣缸為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到壓強(qiáng)的表達(dá)式，壓強(qiáng)不變，即為等圧変化
（2）對(duì)缸內(nèi)氣體應(yīng)用等圧変化的實(shí)驗(yàn)定律列式，即可求出溫度

解答 解：（1）以氣缸為研究對(duì)象，對(duì)氣缸受力分析，氣缸受力平衡，有：
${p}_{0}^{\;}S+Mg=pS$
得缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：$p={p}_{0}^{\;}+\frac{Mg}{S}$，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是定值，可知缸內(nèi)氣體做的是等圧変化
（2）根據(jù)蓋-呂薩克定律，有：
$\frac{LS}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{L-\frac{L}{5}}{{T}_{1}^{\;}}$
解得：${T}_{1}^{\;}=\frac{4}{5}{T}_{0}^{\;}=240K=-33℃$
答：①氣缸內(nèi)氣體作的是等壓變化
②現(xiàn)在的室溫為-33℃

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是確定封閉氣體發(fā)生何種狀態(tài)變化，然后確定氣體的初末狀態(tài)參量，選擇合適的實(shí)驗(yàn)定律列式求解即可．