Question

【題目】如圖所示，地面上放置有一內壁光滑的圓柱形絕熱氣缸，氣缸的橫截面積m3，絕熱活塞到氣缸底部的距離為L=0.5m，活塞的質量和厚度均可忽略，活塞上固定一個力傳感器，傳感器通過一根豎直細桿與天花板固定好，氣缸內密封有溫度t1=27℃的理想氣體，此時力傳感器的讀數(shù)恰好為0，若外界的大氣壓強P0=1.0×105Pa保持不變，求：

（1）如果保持活塞不動，當力傳感器的讀數(shù)達到時，密封氣體溫度升高到多少？

（2）如果從初狀態(tài)開始將活塞往下壓，當下壓的距離為x=0.2m時力傳感器的示數(shù)達到F=450N，則通過壓縮氣體可以使此密封氣體的溫度升高到多多少？

Answer 1

【答案】（1）387；（2）231；

【解析】(1)溫度T1=t1+273=300K,密封氣體初態(tài)壓強p1=p0=1.0×105Pa

末態(tài)壓強：p2=p0+F/S=2.2×105Pa

密封氣體發(fā)生等容變化,由查理定律得

代入數(shù)據得T2=660K

t2=T2273=387℃

(ii)如果從初狀態(tài)開始往下壓,則氣體的壓強、體積、溫度都會發(fā)生變化,則根據理想氣體狀態(tài)方程有

代入數(shù)據有:T2=504K

t2=T2273=231℃