Question

【題目】如圖所示，導熱性能良好的氣缸開口向上，用輕質活塞封閉有一定質量體積為的氣體，外界大氣壓強為P0，環(huán)境溫度為T0，輕質活塞橫截面積為S，與氣缸之間的摩擦不計。現(xiàn)在活塞上面放一質量為m的物塊，活塞緩慢下移，并最終靜止在某一位置。重力加速度為g。求：

（1）活塞靜止時，離氣缸底端的距離是多少？

（2）如果拿掉物塊，要保持活塞位置不變，環(huán)境溫度需要改變到多少？氣缸吸熱還是放熱？

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

根據(jù)平衡條件求出放上活塞后封閉氣體的壓強，根據(jù)玻意耳定律即可求出活塞靜止時離汽缸底部的距離；拿掉物塊后，缸內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由查理定律求解出環(huán)境溫度，根據(jù)熱力學第一定律判斷吸放熱情況。

（1）放上物塊并穩(wěn)定后，由平衡條件得：

達到穩(wěn)定過程，根據(jù)玻意耳定律得：

解得：

（2）拿掉物塊后的穩(wěn)定過程，根據(jù)查理定律得：

解得：

由于T<T0，環(huán)境需要降溫，降低的溫度為